Der Weg zum musikalischen Hochgenuss Kleinserienfertigung: Fünfachs-CNC-Fräszentrum erhöht die Produktivität im Orgelbau

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Oben: Eine Kombination mit besonders gutem Preis-/Leistungsverhältnis - die 3+2-achsige Spinner U5-620 mit der CNC Sinumerik 840D sl. Unten: Firmenchef Hans-Erich Laukhuff stellt fest: „In unserer Schreinerei sowie bei der Herstellung der Orgel-pfeifen können wir kaum Maschinen zu Hilfe nehmen. In der spanenden Fertigung sieht das anders aus. Dort setzen wir auf moderne Fräs- und Drehmaschinen mit innovativer Sinumerik-CNC, um die Produktivität mög-lichst hoch zu halten.“

Erfolg auf Basis von Feingefühl und modernster TechnikOrgelbauer Lauckhuff setzt auf Spinner und Siemens

Als weltweit führender Orgel- und Orgelteilebauer genießt die Firma Laukhuff

höchstes Ansehen in der Branche. Der große Erfolg basiert zum einen auf dem

Wissen und musikalischen sowie handwerklichen Feingefühl der Mitarbeiter.

Zum anderen ist modernste Technik notwendig, mit der sich höchste Präzisi-

on und Produktivität erreichen lässt. Highlight der spanenden Fertigung: ein

Spinner-Fünfachs-Fräszentrum der neuen U-Baureihe mit modernster CNC.

Bei der Weikersheimer Firma Laukhuff fließen Tradition und Moderne in einer Weise zusammen, die sich nicht nur sehen, sondern vor allem auch hören lassen kann. Das Familienunternehmen mit seiner nahezu 200jährigen Geschich-te ist international führend im Orgelbau – als Zulieferer für die bekanntesten Orgel-bauer sowie als Anbieter von kompletten Eigenentwicklungen. Weltweit aktiv, legt Firmenchef Hans-Erich Laukhuff dennoch großen Wert darauf, dass er mit seinen 150 Mitarbeitern nicht als Industrie- son-dern vorwiegend als Handwerksbetrieb bezeichnet wird: „Wir sind großteils eine klassische Manufaktur mit einem Lohn-kostenanteil von 80% und einer Ferti-gungstiefe von 90%. Dabei können wir vor allem in unserer Schreinerei sowie bei der Herstellung der Orgelpfeifen kaum Maschinen zu Hilfe nehmen – da ist zu 90% Handarbeit angesagt. In der spanen-den Fertigung sieht das freilich anders aus. Dort setzen wir auf moderne Fräs- und Drehmaschinen mit der innovativen CNC-Familie Sinumerik, um die Produkti-vität möglichst hoch zu halten.“ Auf Wunsch liefert der Orgelbaumeister alles aus einer Hand. Er erklärt: „Manch-mal kommen Kunden zu uns mit nichts als einer ungefähren Skizze und der Infor-mation, wo die Orgel aufgebaut werden soll. Wir müssen dann abschätzen, ob der Auftrag technisch ausführbar ist.“ Für große Spieltische, die beinahe 20 Tonnen wiegen, gilt es beispielsweise auch, die Statik des Bodens zu überprüfen.

„Auf Wunsch übernehmen wir von der Konstruktion über die Einzelteilfertigung bis zur Montage vor Ort alle anstehenden Aufgaben. Selbst die Sitzbank und Tas-tenbeleuchtung bauen wir selbst, weil es keine brauchbaren Lösungen am Markt gibt. Bei Investitionen im mittleren sechs-stelligen Bereich erwarten unsere Kunden zu Recht ein perfektes Arrangement, und das bekommen sie“, ergänzt Laukhuff. Die hohe Perfektion des Orgelbauers spiegelt sich in Optik, Haptik und natür-lich im Klang der Instrumente wieder. Ebenso positiv wirkt sie sich auf ihre Zuverlässigkeit aus. Denn anders als in der heutigen, schnelllebigen Zeit üblich, braucht man für eine Laukhuff-Orgel selbst in 100 Jahren keine Ersatzinvesti-tion einzuplanen. Allenfalls sind ein paar Ersatzteile notwendig. Trotz der weltweit anerkannt hohen Qualität steht auch der Weikersheimer Familienbetrieb unter ständigem Preis-druck. Um diesem begegnen zu können, nutzt die Aug. Laukhuff GmbH & Co. KG alle Möglichkeiten, um die Produktivität zu steigern. Insbesondere in der spanen-den Fertigung ist die Handarbeit weitge-hend passé. Hier erinnert viel an einen Industriebetrieb. Fünf CNC-Dreh- und drei CNC-Fräsmaschinen sorgen für einen ho-hen Durchsatz – allen voran die jüngste Anschaffung: ein CNC-Fünfachszentrum (3+2) der U-Serie von Spinner mit dem modernen Automatisierungssystem Sinumerik 840D sl.

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Oben: Walter Rhein, Leiter der spanenden Fertigung bei Laukhuff, ist von der fünfachsigen Spinner U5-620 mit Sinumerik 840D sl überzeugt: „Bei der spanenden Ferti-gung unserer Stimmgeräte für Orgelpfeifen mussten wir bisher dreimal umspannen. Jetzt geht es in einer Auf-spannung und wir sind dadurch gut doppelt so schnell.“ Unten: Mit der Sinumerik-gesteuerten Spinner U5-620 entdeckt Laukhuff regelmäßig neue Möglichkeiten für produktivere Fertigung von Orgelbauteilen und Zubehör wie auch für die Herstellung von Nischenprodukten für die Industrie.

Preis-/Leistungsverhältnis des CNC-Fünfachszentrum hat überzeugt „Eine gelungene Kombination“, zeigen sich Firmenchef Hans-Erich Laukhuff und Fertigungsleiter Walter Rhein gleicher-maßen überzeugt. Die Steuerung von Siemens ist den Orgelbauern bereits seit 2001 gut bekannt. Mit der U5 setzen sie jedoch seit Mitte 2009 erstmals auf die Sauerlacher Spinner Werkzeugmaschi-nenfabrik. Als entscheidende Gründe nennt der Fertigungschef das gute Preis-/Leistungsverhältnis und den geringen Platzbedarf der Maschine gegenüber vergleichbaren Konzepten anderer Hersteller. Gerade mal 2000 mm x 2400 mm Grundfläche braucht die U5-620, ermöglicht aber Verfahrwege von 620 mm / 520 mm / 460 mm in Richtung der X-/Y-/Z-Achse. Das neue Spinner-Bearbeitungszentrum ist im Fahrständerprinzip aufgebaut, verfügt standardmäßig über 32 Werkzeu-ge und einen Doppelarm zum schnellen Werkzeugwechsel. Um die hohen tech-nischen Anforderungen von Kunden wie Laukhuff zu erfüllen, stammen Antriebe sowie CNC vom deutschen Premiumlie-feranten Siemens. Zudem laufen die Line-arachsen auf Wälzlagerführungen, wie Michael Schulz, Spinner-Vertriebsmitar-beiter der Hollenbach GmbH, bekräftigt: „Dank der hochwertigen Einzelkompo-nenten erreichen wir in allen Richtungen Eilgangsgeschwindigkeiten von 48 m/min. Auch in Bezug auf Genauigkeit und Oberflächengüte setzt unsere U-Baureihe mit Werten für die Positioniergenauigkei-ten Pmax in den X- / Y- und Z-Achsen von 7 µm und in den B/C-Achsen von 0,005° einen hohen Standard. Die Linearachsen erreichen dabei eine Wiederholgenauigkeit von Pmax kleiner 1,5 µm und in den Rundachsen 0,001° (3,6 Winkelsekunden).“ Durch die erzielbaren Produktivitäts- und Qualitätssteigerungen rechnet der Orgel-bauer damit, dass sich die Anschaffung der Spinner-Maschine innerhalb kurzer Zeit amortisiert. Schließlich kann er sich das zeitaufwändige Umspannen oft sparen,wie Walter Rhein bestätigt:

„Bei der spanenden Fertigung unserer Stimmgeräte für Orgelpfeifen muss-ten wir bisher dreimal umspannen und brauchten etwa dreizehn Minuten reine Spanzeit – die Leerlaufzeit beim Umspan-nen nicht eingerechnet. Die fünf Achsen ermöglichen uns nun die Fertigung mit einer Aufspannung innerhalb von etwa acht Minuten. Alles in Allem sind wir dadurch gut doppelt so schnell.“ Da Laukhuff mit der Spinner U5-620 erst-mals ein fünfachsiges Bearbeitungszent-rum im Einsatz hat, erkennen Maschinen-bediener und Verantwortliche regelmäßig neue Einsatz- und Verbesserungsmöglich-keiten. So sollen etwa in Kürze die bisher als Gussteil hergestellten Lüfterräder der Orgelpfeifen mit neuer Geometrie und höherer Leistungsfähigkeit auf der neuen Maschine gefräst werden. Außerdem erkennt der Orgelbauer Nischenprodukte der Industrie als neues Geschäftsfeld und stellt in kleinen Stückzahlen (von eins bis hundert) Einzelteile für Wurstschälma-schinen sowie für Hochspannungstrafos her. Grafisch animierte Bedienoberfläche hilft bei Werkstattprogrammierung Wie viele mittelständische Lohnferti-gungsbetriebe programmieren auch die Mitarbeiter des Orgelbauers direkt an der Maschine. CNC-Spezialist Kurt Stüdlein beherrscht die DIN-Programmierung perfekt und hat schon viele verschiedene Steuerungen bedient. Von dem Automa-tisierungssystem Sinumerik 840D sl ist er absolut überzeugt und bezeichnet es als leistungsstark, betriebssicher, bedie-nerfreundlich und zuverlässig. Letzterer Punkt beruht nicht zuletzt auf der Tat-sache, dass in diese CNC-Generation ein geschlossenes Betriebssystem integriert werden kann, das für Viren weitgehend unzugänglich ist. Für die Werkstattpro-grammierung von großer Bedeutung ist zudem die Bedienoberfläche Shopmill der CNC. Grafisch animiert und logisch aufge-baut ist sie insbesondere für Anfänger eine große Hilfe. Fertigungsleiter Walter Rhein erklärt: „Sogar ein eben ausgelern-ter Schlosser ohne umfangreiche

Neue Technik eröffnet neue MöglichkeitenFünfachs-Fräszentrum mit modernster CNC schafft Kapazitäten

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Die Informationen in dieser Broschüre ent halten lediglich allgemeine Beschreib ungen bzw. Leistungs merk- male, welche im konkreten Anwendungsfall nicht immer in der beschriebenen Form zutreffen bzw. welche sich durch Weiterentwicklung der Produkte ändern können. Die gewünschten Leistungs merkmale sind nur dann ver bindlich, wenn sie bei Vertrags schluss ausdrück lich ver einbart werden. Alle Erzeugnisbezeich nungen können Marken oder Erzeugnis namen der Siemens AG oder anderer, zu liefern der Unternehmen sein, deren Benutzung durch Dritte für deren Zwecke die Rechte der Inhaber verletzen kann.

Programmiererfahrung kann nach einer kurzen Einweisung damit umgehen. Ist dennoch etwas unklar, aktiviert er über die Help-Taste am Bedienpult einen ‚elektronischen Helfer’, der zielgerichtet Auskunft gibt.“ Oder er fragt bei CNC-Profi Kurt Stüdlein nach, der seinerseits die Möglichkeiten von Shopmill schätzt: „Selbst bei komplexen Bauteilen der 3+2-Achsenbearbeitung kann ich viele Programmschritte mit Shopmill erstellen. Stoße ich dann beim Eingeben be-stimmter Konturverläufe an die Grenzen oder bin mit DIN schneller, kann ich per Knopfdruck von der grafischen zur textorientierten DIN-Oberfläche hin und her wechseln, ganz wie es mir sinnvoll erscheint.“ Für zusätzliche Sicherheit der Mitarbei-ter sorgt außerdem die in der Sinumerik 840D sl integrierte Softwarelösung „Safe-ty Integrated“. Damit ist es für den Bedie-ner möglich, den Fertigungsablauf seines Programms im Einrichtbetrieb bei offener Maschinentüre gefahrlos zu verfolgen. Die Datenüberwachung erfolgt über zwei unterschiedliche Kanäle kreuzweise zwi-schen Antrieb und NC und gewährleistet, dass alle Antriebe spätestens nach 1 bis 2 mm stehen. Geschäftsführer Hans-Erich Laukhuff ist nach den gewonnen Erfahrungen sicher, mit der Spinner-Siemens-Kombination die richtige Entscheidung getroffen zu haben. Dabei überzeugen ihn die Technik ebenso wie der stets schnelle Service von beiden Unternehmen: „Wenn es mal ein Problem gibt, wird uns in kürzester Zeit geholfen, und das ist auch in dieser Bran-che nicht bei allen Herstellern selbstver-ständlich“, fasst er die wichtigen Gründe zusammen und ergänzt: „Wir spüren schon bei der Telefon-Hotline eine hohe Akzeptanz und werden sofort an einen kompetenten Techniker vermittelt, der uns schnell hilft.“

Die Aug. Laukhuff GmbH & Co. KG, Weikersheim, … …wurde 1823 gegründet und ist seither als traditionsbewusstes Familienunter-nehmen dem Orgelbau und Orgelbau-teilemarkt verschrieben. Seit 1972 leitet Orgelbaumeister Hans-Erich Laukhuff den Betrieb mit 150 Mitarbeitern, die sich durch handwerkliches Geschick und musikalisches Fingerspitzengefühl auszeichnen. Zudem investiert Laukhuff regelmäßig in moderne Maschinen, die insbesondere in der mechanischen Zer-spanung für hohe Produktivität sorgen. Mit der hochwertigen technischen Aus-stattung übernimmt das Unternehmen inzwischen auch Lohnfertigungsaufträ-ge für Nischenprodukte verschiedener Industriezweige. Langversion der fünfachsigen U-Baureihe Seit September 2008 hat Spinner mit seiner neuen U-Baureihe Bearbeitungs-zentren in Fahrständerbauweise im Programm, die primär als Fünfachsversi-on verkauft werden. Nach der am Markt etablierten U5-620 gibt es seit der EMO 09 auch die größere U5-1520, U5-2520 und U5-3520 die sich besonders für lange Werkstücke eignet. Die Verfahrwe-ge von Y- und Z-Achse sind mit 520 mm bzw. 460 mm bei allen Versionen gleich. Der Unterschied liegt laut Michael Schulz, Spinner-Vertriebsmitarbeiter der Hollen-bach GmbH, Korntal-Münchingen in der deutlich verlängerten X-Achse, die bis 1520, 2520 oder 3520 mm Verfahrweg erlaubt.

Autor: Alois Penzkofer Senior Vertriebsbeauftragter und Global Account Manager Siemens AG Industry Automation and Drive Technologies Standort München E-Mail: alois.penzkofer@siemens.com Internetadresse zum im Beitrag beschriebenen Thema: www.siemens.de/sinumerik

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