Makinopc CNC Tool Presetter M26D-20: Produktivitätswachstum von 47% für die Harman Automation Machining Centers

Kundenerfolgsgeschichte: Lösung von Engpässen im Werkzeugmanagement für die Produktion von Automobil-Elektronikkomponenten

In der schnelllebigen Fertigungslandschaft für Automobilelektronik, in der die Genauigkeit von Werkzeugen im Submikrometerbereich die Qualität von hochpräzisen Sensorgehäusen, Steckverbinderstiften und ADAS-Komponenten direkt bestimmt, können ineffiziente Werkzeugeinstellprozesse bis zu 30 % des jährlichen Durchsatzes einer Bearbeitungsanlage beeinträchtigen. Für Hersteller mit hohem Volumen wie Harman Automation, die 24/7-Produktionslinien für technische Kunststoffe, Aluminiumlegierungen und Keramikverbundwerkstoffe betreiben, verbrauchen manuelle Werkzeugvermessung und Verschleißinspektion nicht nur übermäßige Nicht-Schneidezeiten, sondern bergen auch ein Risiko von 6-9 % für werkzeugbedingte Defekte, die zu Produktrückrufen führen. Diese Fallstudie beschreibt, wie der Einsatz des hochpräzisen Kontaktwerkzeugvoreinstellgeräts M26D-20 von Makinopc die Werkzeugmanagement-Workflows in den 32 Bearbeitungszentren von Harman Automation revolutionierte, die Werkzeugeinstellzeit um 82 % reduzierte und eine vollständige Amortisation der Investition in nur 5 Betriebswochen erzielte.

Über Harman Automation: Ein Tier-1-Lieferant für Automobilelektronik

Harman Automation mit Hauptsitz in Stuttgart, Deutschland, ist ein nach IATF 16949 zertifizierter Tier-1-Lieferant, der sich auf Präzisionskomponenten für globale Automobilhersteller wie BMW, Volkswagen und Tesla spezialisiert hat. Das Unternehmen betreibt 32 vertikale Bearbeitungszentren mit 4 und 5 Achsen an drei Produktionsstandorten und produziert jährlich 2,7 Millionen Komponenten mit strengen Maßtoleranzen von bis zu ±0,003 mm für kritische ADAS-Sensorteile. Angesichts des um 62 % gestiegenen Bedarfs an Elektronik für Elektrofahrzeuge im Jahresvergleich im Jahr 2024 sah sich Harman Automation einem wachsenden Druck ausgesetzt, die Produktionskapazität zu erhöhen, ohne die von seinen Automobilkunden geforderten Null-Fehler-Qualitätsstandards zu beeinträchtigen.

Kernbetriebliche Herausforderungen, die die Produktionsskalierbarkeit einschränken

Vor der Implementierung der automatisierten Werkzeugvoreinstellung verließ sich Harman Automation vollständig auf manuelle Werkzeugvermessung außerhalb der Maschine und auf Validierungsprozesse durch Probeschnitte, die drei kritische Engpässe in seinen Produktionslinien verursachten:

1. Übermäßige Stillstandszeiten beim Werkzeugwechsel: Jeder Werkzeugwechsel erforderte 12-18 Minuten manuelle Vermessung, Eingabe von Werkzeugkorrekturen und Probeschnitt-Validierung, was täglich durchschnittlich 3,7 Stunden effektiver Bearbeitungszeit pro Maschine beanspruchte. Diese Ineffizienz führte dazu, dass das Unternehmen 21 % der dringenden EV-Komponentenaufträge nicht rechtzeitig liefern konnte, was 2023 zu Vertragsstrafen von 275.000 € führte.
2. Hohe Ausschussraten bei werkzeugbedingten Fehlern: Menschliche Fehler bei der manuellen Vermessung von Werkzeuglänge und -durchmesser führten zu einer durchschnittlichen Ausschussrate von 5,8 % bei hochwertigen Keramikverbund-Sensorkomponenten, wobei jede verschrottete Charge einen durchschnittlichen wirtschaftlichen Verlust von 3.200 € verursachte, was zu jährlichen Materialverschwendungen von über 690.000 € führte. Weitere 14 % der Fertigteile scheiterten bei der Erstartikelprüfung (FAI) und erforderten zeitaufwändige Nacharbeiten, was die verfügbare Maschinenkapazität weiter reduzierte.
3. Ungeplante Ausfallzeiten durch unerkannte Werkzeugverschleiß: Die manuelle Inspektion des Werkzeugverschleißes erfolgte erst nach vollständigen Produktionsläufen, was zu unerwarteten Werkzeugbruchereignissen führte, die monatlich durchschnittlich 1,2 Stunden ungeplante Ausfallzeit pro Maschine verursachten. Bei Produktionsläufen mit hohem Volumen konnte ein einzelner Werkzeugbruch über 20 laufende Teile beschädigen, was zu zusätzlichen Materialverlusten und Lieferverzögerungen führte.

Nach der Bewertung von sechs konkurrierenden Werkzeugvoreinstellgeräten auf dem Markt wählte Harman Automation das Makinopc M26D-20 aufgrund seiner Messwiederholgenauigkeit von ±0,5 µm, seines um 20 mm erweiterten Messwegs, seiner IP68-Wasserdichtigkeit und Staubdichtigkeit sowie seiner sofortigen Kompatibilität mit der gemischten Steuerungsumgebung des Unternehmens mit Heidenhain- und FANUC-CNC-Steuerungen aus.

M26D-20 im Einsatz: Automatisierung des Werkzeugmanagements über gesamte Produktionslinien hinweg

Das M26D-20 ist ein robustes, hochpräzises Kontaktwerkzeugvoreinstellgerät, das speziell für die automatische Längen- und Durchmesservermessung von Werkzeugen, die Werkzeugbruchdetektion und die Echtzeit-Verschleißkompensation in vertikalen, horizontalen und Mehrzweck-Bearbeitungszentren entwickelt wurde. Entwickelt für den Dauerbetrieb in rauen Produktionsumgebungen mit Kühlschmierstoffspritzern, Metallspanansammlungen und hohen Maschinenerschütterungen, liefert das Voreinstellgerät eine Wiederholgenauigkeit von 2δ < 0,5 µm und eine Nenn-Schaltspiel-Lebensdauer von über 20 Millionen Zyklen, was der Leistung von Premium-Marktangeboten zu 40 % geringeren Anschaffungskosten entspricht.Das Ingenieurteam von Makinopc schloss die Installation, Kalibrierung und Schulung der Bediener für alle 32 Bearbeitungszentren von Harman Automation innerhalb von 7 Arbeitstagen ab, nach einem standardisierten Vier-Schritte-Implementierungsprozess, der sich bei über 3.000 globalen Anwendungsfällen bewährt hat:

Mechanische Installation

1. : Der Voreinstellkörper wurde an einer festen Position auf dem Maschinentisch montiert, abseits von direkten Kühlschmierstoffaufprall- und Späneansammlungszonen. Alle Montagekomponenten wurden mit hochfestem Gewindesicherungsklebstoff gesichert, um ein Lösen durch langfristige Maschinenerschütterungen zu verhindern, und die Ebenheitsabweichung der Messfläche wurde mit Präzisionswasserwaagen auf innerhalb von 0,01 mm/100 mm kontrolliert.Signalkonfiguration
2. : Das geschirmte Signalkabel des M26D-20 wurde entlang der Energieführungskette der Maschine mit einem Biegeradius von mindestens dem 12-fachen des Kabeldurchmessers verlegt, um Kerndurchtrennungen durch wiederholtes Biegen zu vermeiden. Wir konfigurierten den umschaltbaren NPN/PNP-Signal-Ausgangsmodus, um die Steuerung jeder Maschine anzupassen, stellten den Skip-Signalfilter auf die empfohlenen 10 ms ein, um die Reaktionsgeschwindigkeit und die Entstörungsleistung auszugleichen, und führten 500 aufeinanderfolgende Trigger-Tests durch, um eine 100%ige Signalübertragungsrate zu bestätigen, selbst bei gleichzeitigem Betrieb von Schweißgeräten und Frequenzumrichtern in der Nähe.Integration in das Steuerungssystem
3. : Unser Team konfigurierte das Voreinstellgerät so, dass es über Standard-M-Codes aktiviert wird, mit benutzerdefinierten Messmakros, die für die gängigsten Werkzeugtypen von Harman Automation wie Fräser, Bohrer, Reibahlen und Ausdrehwerkzeuge programmiert wurden. Bediener können vollständige Werkzeugmesszyklen mit einem einzigen Programmaufruf starten, wobei die Messdaten automatisch in den entsprechenden Werkzeugkorrekturparameter geschrieben werden, ohne manuelle Eingabe.Genauigkeitsvalidierung
4. : Mit rückführbaren Kalibrierstandardwerkzeugen mit bekannten Maßdaten verifizierten wir, dass das Voreinstellgerät eine konsistente Messwiederholgenauigkeit von ±0,0005 mm über alle Maschinenachsen lieferte und damit die strengen Automobil-Toleranzanforderungen von Harman Automation erfüllte. Wir stellten außerdem 6 Stunden praktische Schulung für die Programmier-, Betriebs- und Wartungsteams des Unternehmens bereit, um die vollständige Nutzung der Fähigkeiten des Voreinstellgeräts zu gewährleisten.Nach der Implementierung wurde der gesamte Werkzeugmanagement-Workflow von Harman Automation komplett neu gestaltet. Wenn ein neues Werkzeug in die Spindel geladen wird, muss der Bediener nur noch das vorprogrammierte Werkzeugeinstell-Makro aufrufen, und das M26D-20 führt die Längen- und Durchmesservermessung automatisch in 8-12 Sekunden durch, wobei die Messdaten direkt in das Werkzeugkorrekturregister der Steuerung geschrieben werden. Während der Produktionsläufe kann das Voreinstellgerät so programmiert werden, dass es nach jeweils 50 bearbeiteten Teilen automatische Werkzeugverschleißprüfungen durchführt, die Werkzeugkorrekturparameter in Echtzeit anpasst, um den Verschleiß auszugleichen, und Maßabweichungen über gesamte Produktionschargen hinweg verhindert. Wenn ein Werkzeugbruch erkannt wird, pausiert das System automatisch die Produktion und sendet eine Benachrichtigung an den Bediener, wodurch Schäden an nachfolgenden Werkstücken verhindert werden.

Messbare Geschäftsergebnisse: Volle Amortisation in 5 Wochen erreicht

Nach 10 Monaten stabilen Betriebs meldete Harman Automation die folgenden Leistungsverbesserungen in seinen Produktionsstätten:

82%ige Reduzierung der Werkzeugeinstellzeit

1. : Die durchschnittliche einzelne Werkzeugeinstellzeit sank von 15 Minuten auf 2 Minuten und 40 Sekunden, wodurch täglich 3,1 Stunden effektive Bearbeitungszeit pro Maschine frei wurden. Diese Verbesserung führte direkt zu einer Steigerung der Gesamtproduktionskapazität um 47 %, wodurch Harman Automation im Jahr 2024 zusätzliche EV-Komponentenaufträge im Wert von 4,2 Mio. € annehmen konnte, die zuvor außerhalb seiner Produktionskapazitäten lagen, mit einer 100%igen pünktlichen Lieferung aller Kundenaufträge.94%ige Reduzierung von werkzeugbedingten Ausschussteilen
2. : Die Messwiederholgenauigkeit von ±0,5 µm des M26D-20 eliminierte Werkzeugeinstellfehler vollständig, reduzierte die Gesamtausschussrate von 5,8 % auf 0,35 % und sparte geschätzte 640.000 € an jährlichen Materialkosten. Die Erstartikelprüfungsrate verbesserte sich ebenfalls von 86 % auf 99,1 %, wodurch die Nacharbeitskosten um 90 % gesenkt wurden.89%ige Reduzierung ungeplanter werkzeugbedingter Ausfallzeiten
3. : Die Echtzeit-Werkzeugbruchdetektion eliminierte unerwartete Produktionsunterbrechungen durch gebrochene Werkzeuge und reduzierte die ungeplanten Ausfallzeiten pro Maschine von 1,2 Stunden auf 8 Minuten pro Monat. Diese Verbesserung sparte schätzungsweise 432 Stunden Produktionszeit pro Jahr über die gesamte Maschinenflotte hinweg.Geringe laufende Wartungskosten
4. : Das versiegelte IP68-Gehäuse des Voreinstellgeräts und die verschleißfeste Messfläche aus Wolframstahl gewährleisteten einen zuverlässigen Betrieb auch unter rauen Bearbeitungsbedingungen. Über 10 Monate Betrieb führte Harman Automation nur vierteljährliche Routine-Kalibrierungsprüfungen durch, ohne dass Hardwareausfälle oder Ersatzteile erforderlich waren. Das robuste mechanische Design erfordert auch keine regelmäßigen Verbrauchsmaterialien, was die langfristigen Betriebskosten senkt.Der Produktionsleiter von Harman Automation bemerkte in der Jahresleistungsüberprüfung 2024: „Das Werkzeugvoreinstellgerät M26D-20 ist die wirkungsvollste operative Verbesserung, die wir in den letzten zwei Jahren implementiert haben. Es hat nicht nur unsere unmittelbare Kapazitätsbeschränkung gelöst – es hat uns auch geholfen, den Null-Fehler-Produktionsstandard zu erreichen, der für unsere EV-Komponentenprogramme erforderlich ist, und stärkt unsere Position als bevorzugter Lieferant für globale Automobilhersteller. Wir planen bereits, alle 18 neuen Bearbeitungszentren, die in Q2 2025 in unserem Werk in Ungarn installiert werden, mit Makinopc-Werkzeugvoreinstellgeräten auszustatten und ihre Infrarot-Tastköpfe der ZH400-Serie hinzuzufügen, um unsere Werkstückausrichtungsprozesse weiter zu automatisieren.“

Warum Makinopc M26D-20 für Ihre Bearbeitungsvorgänge wählen

Im Vergleich zu konkurrierenden Werkzeugvoreinstellgeräten auf dem Markt bietet das M26D-20 vier entscheidende Vorteile für Hersteller, die ihre Werkzeugmanagement-Workflows verbessern möchten:

Universelle Kompatibilität

1. : Das Voreinstellgerät unterstützt sowohl NPN- als auch PNP-Signal-Ausgangsmodi und arbeitet nahtlos mit 99 % der CNC-Steuerungssysteme auf dem Markt zusammen, ohne dass zusätzliche Adaptermodule für die Installation erforderlich sind, was die Gesamtkosten für die Implementierung im Durchschnitt um 35 % im Vergleich zu Konkurrenzprodukten senkt.Erweiterter Messweg
2. : Der axiale Messweg von 20 mm ermöglicht die Vermessung von Werkzeugen mit großem Durchmesser und langer Werkzeuglänge und eignet sich somit für eine breite Palette von Bearbeitungsanwendungen, von der Verarbeitung kleiner 3C-Elektronikkomponenten bis zur Herstellung großer Automobilformen.Branchenführende Haltbarkeit
3. : Mit einer Schaltspiel-Lebensdauer von über 20 Millionen Zyklen und einer verschleißfesten Messfläche aus Wolframstahl mit einer Härte von HRA93 bietet das M26D-20 eine 3-4-mal längere Lebensdauer als Einstiegs-Voreinstellgeräte und senkt die langfristigen Betriebskosten.End-to-End-technischer Support
4. : Unser globales technisches Team bietet rund um die Uhr Support für Installation, Kalibrierung und Fehlerbehebung, mit lokalen Servicetechnikern in 28 Ländern, um minimale Ausfallzeiten für Ihre Betriebe zu gewährleisten. Wir bieten auch kundenspezifische Messmakro-Programmierdienste an, die auf Ihre spezifischen Produktionsanforderungen zugeschnitten sind.Für Hersteller, die Automobilkomponenten, medizinische Geräte, Luft- und Raumfahrtteile oder Präzisionsformen bearbeiten, fungiert das Werkzeugvoreinstellgerät M26D-20 als „Präzisionswächter“ für Ihre Bearbeitungszentren und erschließt beispiellose Effizienz-, Konsistenz- und Produktionskapazitätsniveaus. Ob Sie bestehende Geräte aufrüsten oder eine neue, vollautomatisierte Produktionslinie aufbauen, Makinopc kann maßgeschneiderte Werkzeugvermessungslösungen liefern, die auf Ihre spezifischen betrieblichen Anforderungen zugeschnitten sind.

Kontaktieren Sie noch heute unser technisches Team, um eine kostenlose Vor-Ort-Bewertung und ein individuelles Lösungsangebot anzufordern, und schließen Sie sich den über 3.000 Fertigungsunternehmen weltweit an, die ihre Produktionsleistung mit den industriellen Messtechnik-Lösungen von Makinopc transformiert haben.