ROBODRILL erzielt überragende Qualität bei der Herstellung exklusiver Bulgari-Uhren für die LVMH Group

Aufgabe:
Teilautomatisierung der Herstellung von exklusiven Uhren und Schmuck, um maximale Qualität und Präzision zu erreichen. Auch sehr kleine Produktionsläufe müssen sich schnell und effizient realisieren lassen. 

Lösung:
Fräsen von Uhrengehäusen und anderen Teilen auf ROBODRILL-Bearbeitungszentren. Die ROBODRILL ist flexibel, einfach einzurichten und leicht zu bedienen – somit ideal geeignet für die Herstellung von Uhrenteilen.

Ergebnis:
Die ROBODRILL automatisiert mit ihrem durchdachten Werkzeug- und Spannkonzept selbst kleine Produktionsläufe. Werkzeugwechsel sind in kürzester Zeit möglich, sobald das Werkstück einmal eingerichtet ist.


Es ist an der Zeit für Automation

Bulgari verlässt sich bei der Uhrenfertigung auf robuste Produktionstechnik

Käufer von Uhren im Wert eines Roboters verlangen zurecht absolute Perfektion. Und auch wenn Luxusuhren mit manueller Handwerkskunst in Verbindung gebracht werden: Die Automation eines kleinen Teils der Produktion macht aus Qualitätsgründen durchaus Sinn.

Die LVMH Group erwarb im Frühjahr 2011 die Aktienmehrheit an dem Unternehmen von der italienischen Bulgari-Familie. Schmuck und Uhren mit dem typischen „Bvlgari“-Logo ergänzen nun das Sortiment an Luxusgütern des französischen Herstellers. Auf Louis Vuitton und Moët Hennessy folgt nun Bulgari – gegründet 1884 vom griechischen Silberschmied Voulgaris.

Obgleich sich der größte Bulgari-Store in Tokio befindet, liegt dies nicht daran, dass diese Uhren auf FANUC Maschinen und mit FANUC Robotern hergestellt wurden. Bulgari-Uhren werden – wie sollte es auch anders sein – in der Schweiz hergestellt. Der Hauptsitz in Neuchâtel wird von mehreren Standorten unterstützt. Bulgari Haute Horlogerie SA (der vollständige Name der Unternehmenseinheit) hat etwa 500 Mitarbeiter – und ein paar ältere Roboter. Wenn eine neue Uhr im „Kreativzentrum“ in Neuchâtel designt wird, erhält Andreas Schneider, Leiter der Produktion in La Chaux-de-Fonds, die entsprechenden Zeichnungen und 3D-CAD-Daten. Anhand dieser Daten erstellt er zunächst Spannvorrichtungen und Werkstückhalterungen. Dann plant er schrittweise die Produktion. Dabei wird gleichzeitig das CNC-Programm der ROBODRILL ausgearbeitet.

Bulgari stellt gelegentlich – beispielsweise auf der Baselworld, der weltweit größten und wichtigsten Uhrenmesse – ein spezielles Uhrenmodell mit kleiner Stückzahl vor. Der Begriff „Serie“ ist dabei relativ. Die Edition von 2014 umfasste nur zehn Exemplare für Sammler. Die Käufer waren schon gefunden, bevor auch nur die erste Spannzange hergestellt wurde. Die Produktionsroutine ist allerdings bei solchen Raritäten dieselbe wie bei Modellen, die in großer Stückzahl gehandelt werden. Auch die Gehäuse teurer Sammlerstücke werden auf ROBODRILL-Maschinen gefräst. Andreas Schneider: „Wir sind auf kleine Serien spezialisiert und können diese wirtschaftlich produzieren.“

Die Zifferblätter werden bei Bulgari aus mehreren Schichten hergestellt. Sie sind so komplex, dass es dafür eine eigene Fertigung gibt, neben einer weiteren für die Uhrenarmbänder. Gehäuse, Zifferblatt und Gehäuserückseite werden in La Chaux-de-Fonds produziert. Die Einzelteile für den Zusammenbau werden dorthin gesendet, sobald die Designs und Zeichnungen vom Hauptsitz in Neuchâtel eintreffen.

Eine Musterserie besteht aus zehn Teilen, wie auch die kleine Sammleredition. Reguläre Serien umfassen bei Bulgari 20 bis 1000 Uhren. Schneider erklärt dazu: „Ab 100 Einheiten wird die Herstellung der Gehäusekomponenten von der Roboterzelle übernommen“. Das raffinierte Werkzeug- und Spannkonzept machen die Automation selbst bei kleinen Losgrößen profitabel. Werkzeugwechsel sind in kürzester Zeit möglich, sobald das Werkstück einmal eingerichtet ist. Bei wiederkehrenden Teilen, für die die Werkzeuge und Spannvorrichtungen auf Lager sind, dauert es keine zwei Stunden.

Doch selbst bei einer neuen Komponente verläuft die ursprüngliche Werkzeugroutine sehr schnell. Folgende Aspekte sind zu berücksichtigen: Welche Art von Werkzeugen werden benötigt? Wo müssen sie eingespannt werden, innen oder außen? Dann werden die Spannzangen anhand der CAD-Daten gefräst. Dieser Schritt wird enorm verkürzt, sofern vorgefertigte Spannzangen mit Standarddurchmessern als Halbzeuge auf Lager sind. Die FANUC ROBODRILL ist bereits in dieser Phase eine große Unterstützung, wie der Leiter der Fertigung betont: „Wir machen alles auf der ROBODRILL. Wirklich alles. Komplett.“ Scheinbar funktioniert das so reibungslos und schnell, dass es keiner langen Sätze zur Beschreibung bedarf.

Die Bearbeitungswerkzeuge werden dann in das ROBODRILL-Magazin mit 21 Werkzeugpositionen geladen und in die Maschine geschoben. Standardwerkzeuge werden entsprechend der Aufgabenliste eingesetzt und separat gespeichert. Nur Spezialwerkzeuge werden dem bestimmten Werkzeugsatz eines Werkstücks zugeordnet. Schneider: „Wir versuchen, auch die Spezialwerkzeuge mehrere Male einzusetzen. Wenn wir zum Beispiel ein spezielles Fräswerkzeug benötigen, lautet die Frage immer: Gibt es Komponenten, für die ich sie auch verwenden könnte?“ Sobald die Werkzeuge eingesetzt und die Spannzangen vorbereitet sind, wird der Roboter vor der ROBODRILL eingerichtet und die Peripherie des Roboters konfiguriert: Welche Palette kann zur Beförderung der Werkstücke verwendet werden? Wie viele Teile passen auf eine Palette?

On-Demand-Produktion

Nach Beendigung des Auftrags werden die Palette, die werkstückspezifischen Spannzangen und der Greifer auf einem entsprechenden Gestell platziert und im Werkzeuglager eingelagert. Übrigens handelt es sich um ein ganz normales Lagersystem, auch wenn Artikel von beträchtlichem Wert dort gelagert werden. Diese Tatsache ist erwähnenswert, da das Material bei Bulgari aus nachvollziehbaren Gründen in einem Tresorraum gelagert wird.

Die eigentliche Bearbeitung – auch wenn es sich um eine sehr wertvolle Gehäusekomponente handelt – erfolgt in einem sehr konventionellen Prozess, zumindest was die Zerspanung betrifft. Je nach Art des Gehäuses wird es gedreht oder gefräst. Dabei wird zunächst eine Basisbemaßung als Referenzmaß oder Referenzbereich verwendet. Schneider erklärt, dass der „Chef de Polisagge“ auf das Tausendstel festlegt, wie präzise das Teil sein muss. Zu den Maschinen gehören sechs FANUC ROBODRILLs, die alle als fünfachsige Bearbeitungszentren ausgelegt sind, und Ausrüstung mit einer FANUC CNC 31i Modell A5. FANUC Maschinen sind immer erste Wahl, wenn es um Präzision geht. Andere fünfachsige Maschinen kümmern sich um nachrangige Herstellungsaufgaben. Bereits vor einigen Jahren rüsteten die Produktionsexperten bei Bulgari eine alte Kitamura-Maschine auf und ersetzten die FANUC CNC der vorherigen Generation durch eine FANUC CNC der Serie 0-M für fünfachsige Operationen. Schneiders Fazit: „Es funktionierte, allerdings nicht sehr schnell.“

Wenn es kein Programm gibt oder der Roboter stillsteht – was praktisch nie vorkommt –, könnten die Maschinen auch manuell bestückt werden. Es geht nicht darum, die Zykluszeiten um ein paar Zehntelsekunden zu verkürzen. Qualität und Präzision haben Vorrang. „Bei solch wertvollen Werkstücken spielt die Minimierung der Zykluszeit keine Rolle“, sagt Schneider, der überzeugt von seiner Entscheidung ist. Er gibt zu, dass die Nutzung des Roboters keinen Vorteil brächte. Dieser müsste eh warten, bis er das nächste Teil der Maschine entnehmen könnte. Bei einer Serie mit 10.000 oder 20.000 Einheiten sähe die Sache natürlich ganz anders aus.

Die Bearbeitung von Uhrenkomponenten ist ziemlich schwierig, wie man an der Platte der ROBODRILL erkennen kann. Es sind viele einzelne Schritte. Schneider: „Wir haben viele Komponente mit 5-Achsen-Bearbeitung. Alles läuft auf der FANUC CNC 31i-A5 reibungslos. Ich bin wirklich begeistert.“

Auch Roboter des Modells LR Mate 200iB kommen bereits seit einigen Jahren zum Einsatz. Der an der ROBODRILL installierte Roboter kommt schon auf etliche Betriebsjahre. Die Bearbeitungszyklen sind unterschiedlich lang – etwa 90 Sekunden oder mehr. „Der Roboter muss nicht wie verrückt laufen“, sagt Schneider und fügt lachend hinzu: „Wir fahren ihn manchmal nur hoch, wenn wir Besucher haben.“

Nach der Zerspanung wird das Werkstück poliert. Manchmal ist auch eine Entgratung erforderlich. Dafür verwendet Bulgari zwei verschiedene Verfahren. Je nachdem, ob die Uhrenkomponenten eine glänzende oder matte Oberfläche haben müssen. Die Qualität des Dreh- oder Fräsprozesses wird erst ersichtlich, wenn der Polierer das Teil in der Hand hält. „Bearbeitungsfehler treten nur sehr selten auf. Aber wenn, sehen wir das erst nach dem Polieren. Bis dahin ist der Aufwertungsprozess größtenteils abgeschlossen.“ Materialfehler können selbst beim sorgfältigsten Herstellungsprozess auftreten. Dennoch: Bei wertvollen Materialien wie Gold oder Platin ist es ausgeschlossen, zwei oder drei Werkstücke zusätzlich zu fertigen, nur um auf der sicheren Seite zu sein. Diesen Luxus kann man sich nur beim Produktionsanlauf erlauben. Schließlich ist die Lieferzuverlässigkeit auch ein Qualitätskriterium.