Die Kreislaufführung und Aufbereitung des Prozesswassers mit Zentrifugen ist bei Gleitschliffprozessen heute Stand der Technik. Der Weltmarktführer für Auswuchtgewichte, Wegmann Automotive, setzt dafür eine vollautomatische Zentrifuge Z1000 ein. Diese stattete das Unternehmen als Pilotkunde mit dem innovativen digitalen Prozesswassermanagement „Advanced“ von Rösler Smart Solutions aus. Die bisherige Erfahrung zeigt, auch bei guter manueller Prozessüberwachung lassen sich durch die Algorithmen der digitalen Lösung von Rösler Smart Solutions weitere qualitäts- und kostenoptimierende Vorteile erzielen.
1882 als Waggonbau-Firma gegründet, steht der Name Wegmann heute für eine Unternehmensgruppe, deren drei Geschäftseinheiten jeweils als Markt- und Technologieführer weltweit Maßstäbe setzt. Die Krauss-Maffei Wegmann GmbH & Co. KG entwickelt, fertigt und betreut ein breites Produktspektrum im Bereich Sicherheits- und Verteidigungstechnik. Mit der Schleifring GmbH zählt der tonangebende Systemlieferant von Lösungen für den perfekten Transfer von Energie, elektrischen Signalen, Daten und Medien zur Gruppe.
Die Wegmann Automotive GmbH deckt mit einem umfangreichen Sortiment an Auswuchtgewichten, Autoventilen, Batteriepolen, Reifendruck- kontrollsystemen inklusive entsprechenden Service Kits und Spezialgewichten die Anforderungen namhafter Fahrzeughersteller und des Automotive Aftermarktes ab. Mit einer Produktionsmenge von über einer Milliarde Teilen pro Jahr ist das im bayerischen Veitshöchheim ansässige Unternehmen Weltmarktführer für Auswuchtgewichte, die als Schlag- und Klebegewichte für Stahl- und Alufelgen produziert werden.
Gleitschliffbearbeitung mit hohen Anforderungen
Die Herstellung der Gewichte erfolgt aus Stahl und verzinktem Stahl sowie aus Zink und Zinklegierungen als Stanz- und Druckgussteile. „Nach dem jeweiligen Fertigungsprozess durchlaufen die Gewichte eine Teil-gegen-Teil- Gleitschliffbearbeitung in einem Rundvibrator. Dabei sind die Reste der beim Stanzen eingesetzten Öle beziehungsweise Rückstände eines wasserbasierten Trennmittels aus dem Druckgießprozess abzureinigen.
Gleichzeitig wird durch den eingesetzten Compound auf den Stahlteilen ein Korrosionsschutz aufgebracht. Bei den Teilen aus Zink muss dagegen aufgrund einer nachfolgenden Beschichtung eine vorgegebene Oberflächenspannung erzielt werden, was auch kontrolliert wird“, berichtet Eugen Weizel, Abteilungsleiter Gleitschleifen und Beschichten bei Wegmann Automotive.
„Haben wir einen zu hohen Compoundgehalt im Prozesswasser, verbessert dies zwar den Korrosionsschutz bei den Stahlteilen, allerdings erreichen wir dann die vorgegebene Oberflächenspannung bei den Zinkteilen nicht. Das kann zu Beschichtungsfehlern und Ausschuss führen“, ergänzt Kollege Manuel Salomon, der als WAPS (Wegmann Automotive Production Systems) – Einrichter in der Abteilung Beschichtung auch für Prozessoptimierungen, Schulungen und Lean Management zuständig ist.
Teilequalität abhängig von der Prozesswasserqualität
Die Reinigung des Prozesswassers, die mit einer vollautomatischen Zentrifuge Z1000 von Rösler erfolgt, und die Überwachung der Compoundkonzentration haben daher einen wesentlichen Einfluss auf die Qualität der Auswuchtgewichte. „Der Zusammenhang zwischen der Qualität des Prozesswassers und der Teilequalität war uns seit der Inbetriebnahme der Gleitschliffanlage und Zentrifuge bewusst. Wir haben deshalb wöchentlich eine Messung der Compoundkonzentration durchgeführt und die ermittelten Werte dokumentiert. Dadurch konnten wir die Konzentration für unseren Prozess genau definieren und anpassen“, berichtet Manuel Salomon.
Unabhängig davon stieß das Angebot von Rösler, das neue Produkt „Digitales Prozesswassermanagement Advanced“ als Pilotanwender einzusetzen, auf Interesse. „Wir haben den Nutzen gesehen, das Produkt gemeinsam mit Rösler entsprechend unseren Anforderungen weiterzuentwickeln und gleichzeitig unser Prozess-Know-how weiter zu vertiefen“, begründet Eugen Weizel die Entscheidung.
Die neue, interaktive Monitoring-Lösung für die Prozesswasserreinigung mit halb- und vollautomatischen Zentrifugen wird in die Zentrifugensteuerung integriert und ermöglicht die Überwachung, Erfassung und Auswertung der relevanten Prozessparameter. Bei Wegmann sind dies insbesondere die Compoundkonzentration mittels Titration oder Brechungsindex (BRIX), pH- Wert, Leitfähigkeit, Wasserhärte, mikrobiologische Belastung durch Bakterien, Hefen und Pilze, Chloridgehalt, CSB-Wert (chemischer Sauerstoffbedarf), BIT-Gehalt (Biozide im Prozesswasser) sowie Aussehen und Geruch der Prozessflüssigkeit. Die zu überwachenden Prozesswasserparameter können individuell ausgewählt und auf das jeweilige Anforderungsprofil abgestimmt werden.
Die Proben werden in der ersten Ausbaustufe beim Rösler Smart Solutions – digitales Prozesswassermanagement manuell entnommen und mittels entsprechendem Messequipment, das auf Wunsch mitgeliefert werden kann, analysiert. Nach der Eingabe der ermittelten Daten berechnet der in der Software hinterlegte Algorithmus, ob alle Werte im Soll- beziehungsweise Toleranzbereich liegen. Ist dies nicht der Fall, werden auf dem Dashboard passende, direkt umsetzbare Handlungsempfehlungen angezeigt. Sie erklären dem Mitarbeitenden genau die Zusammenhänge und welche Pflegemaßnahmen durchgeführt werden können, um den oder die abweichenden Parameter wieder in den vorgegebenen Bereich zu bringen und damit die Prozessstabilität zu sichern. Da alle Parameter gespeichert werden, kann jederzeit auf die Daten als Tabelle und Verlaufsdiagramm zugegriffen werden. Letzteres ermöglicht, ungeplante Betriebsunterbrechungen durch einen erforderlichen Wechsel der Prozessflüssigkeit zu vermeiden und einen Neuansatz auf einen in den Betriebsablauf optimal integrierbaren Zeitpunkt zu legen. Die lückenlose Erfassung der Betriebsdaten ist weiterhin sehr hilfreich als Nachweis der Prozessqualität und –stabilität bei Qualitätsaudits und zu Dokumentationszwecken.
Handlungsempfehlungen sind darüber hinaus abrufbar, wenn im Gleitschliffprozess verschiedene qualitätsmindernde Vorkommnisse auftreten.
Dazu zählen die Schaumbildung im Prozess, Korrosion auf den Werkstücken sowie eine unzureichende Bauteilsauberkeit, die beispielsweise Folgeprozesse beeinträchtigt. „Die Tipps und Handlungsempfehlungen sind sehr nützlich. Früher hat man gemessen und war bei Abweichungen auf sich alleine gestellt. Ebenso musste man bei Prozessproblemen selbst nach Lösungen suchen oder telefonisch Unterstützung einholen, heute erhält man diese automatisch. Das ist insbesondere für Kollegen hilfreich, die wenig Kenntnisse in der Gleitschlifftechnik und Prozesswasseraufbereitung haben“, erklärt Manuel Salomon.
Einfache und schnell einsetzbare Lösung
Im Einsatz ist die smarte Prozesswassermanagement-Lösung bei Wegmann Automotive seit Mitte März 2021. „Der Aufbau der Software ist gut strukturiert und übersichtlich. Nach einer kurzen Einweisung kann man gut und sicher damit arbeiten. Es ist alles auf einen Blick sichtbar und die Informationen werden verständlich dargestellt“, merkt Eugen Weizel an.
Im Gegensatz zu früher wird die Compoundkonzentration seither zweimal wöchentlich morgens und abends gemessen. Parallel dazu erfolgen die Messung des pH-Werts sowie die Beurteilung von Aussehen und Geruch. Darüber hinaus wird einmal wöchentlich die mikrobiologische Belastung kontrolliert. „Wir erhalten dadurch sehr aussagekräftige Informationen zu unserem Prozess. Ich kann beispielsweise am Verlauf der Compoundkonzentration erkennen, dass wir durch die vermehrte Bearbeitung öliger Teile mehr Compound zudosieren müssen, um die Prozesswasserqualität aufrecht zu erhalten“, beschreibt Manuel Salomon. „Ein anderes Beispiel ist die mikrobiologische Belastung, die wir vorher nicht kontrolliert haben. Ist sie zu hoch, hat dies Auswirkungen auf den Korrosionsschutz bei den Stahlteilen.“
Verbesserte Prozessstabilität und Wirtschaftlichkeit Da Wegmann Automotive mit dem digitalen Prozesswassermanagement mehrere Parameter überwacht, beträgt der Zeitaufwand für die Messungen zirka 20 Minuten in der Woche. Im Vergleich zur alleinigen, einmal wöchentlichen Erfassung der Compoundkonzentration liegt der Mehraufwand bei rund 15 Minuten. Den technischen und wirtschaftlichen Nutzen, der sich daraus ergibt, möchte man aber nicht mehr missen, wie Eugen Weizel bestätigt:
„Durch das Prozesswassermanagement stellen wir rechtzeitig fest, wenn beispielsweise der Compoundgehalt nicht passt, was definitiv Auswirkungen auf nachfolgende Bearbeitungsschritte hat. Unser Prozess läuft daher nicht nur stabiler, sondern ist auch wirtschaftlicher geworden.“ Daher ist man auch daran interessiert, die bestehende Lösung um die nächste Ausbaustufe der Rösler Smart Solutions digitales Prozesswassermanagement zu erweitern.
Damit können dann verschiedene Messungen automatisiert durchgeführt, analysiert und erfasst werden.
www.rosler.com, www.wegmann-automotive.com
Foto: Wegmann automotive GmbH
Bei der Firma Wegmann kommt das Digitale Prozesswassermanagement in der Ausbaustufe „Advanced“ zum Einsatz. Ab Ende dieses Jahres werden weitere Funktionen verfügbar sein, mit denen sich der Bearbeitungsprozess weiter optimieren lässt.
