CNC-Maschinenhersteller integrieren Automation

Automatisierung und Fertigungsprozess im Einklang

CNC-Maschinenhersteller integrieren Automation

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Die Werkzeugmaschinenhersteller präsentieren sich zunehmend als Systemanbieter inklusive Automation. Ihr Vorteil: Sie kennen den Prozess, sie kennen die datentechnischen Schnittstellen, sie können abgestimmte Gesamtpakete liefern und sie sind weltweit aktiv.
Maschinenhersteller wollen künftig eine führende Rolle bei der Automation einnehmen. „Wir wandeln uns von einem Maschinenhersteller zu einem Systemanbieter. Kunden bekommen von uns mehr und mehr komplexe, durchgängig automatisierte Anlagen“, sagt Reiner Fries, Geschäftsführer Vertrieb bei SW Schwäbische Werkzeugmaschinen in Waldmössingen. Derzeit befassen sich nahezu alle Werkzeugmaschinenhersteller damit, über die CNC-Maschine hinaus Komponenten und Gesamtsysteme zur Automation ihrer Maschinen zu verwirklichen. So berichtet Bernd Hilgarth, Vertriebsdirektor bei Chiron in Tuttlingen, dass die Unternehmensgruppe Chiron-Stama-Scherer den Bereich Automationstechnik fortlaufend erweitert. Seit Beginn des Jahres 2017 verstärken zusätzlich neun Fachkräfte das Automationsteam. „In ähnlichem Umfang baut SW seine Kapazität an Konstruktions- und Entwicklungsspezialisten für Automatisierung aus“, bestätigt Fries.

Kunden erwarten Komplettlösungen

Weitere Maschinenhersteller, darunter FFG MAG, Emco, Hermle, Index-Traub und Carl Benzinger, zeigen mit ihren jüngsten Entwicklungen, dass sie den Forderungen der Anwender nach einer weitgehenden Automatisierung der spanenden Fertigung nachkommen wollen. „Unsere Kunden verlangen zunehmend automatisierte Anlagen als Komplettlösungen aus einer Hand“, berichtet Gerald Mies, President für den Geschäftsbereich Milling & Factory Automation in der FFG Europe & Americas Gruppe. Mies: „Sie erwarten innerhalb kürzester Zeit funktionale Anlagen mit höchster Verfügbarkeit. Sie wollen organisatorischen Aufwand für Kommunikation und Abstimmung technischer Details zwischen mehreren beteiligten Partnern weitgehend vermeiden. Von Beginn an sollen die Investitionen allen Forderungen nach Wirtschaftlichkeit, Produktivität und Zuverlässigkeit entsprechen.“

Bearbeitungsprozesse im Griff

Da die Werkzeugmaschinenhersteller ihren Fokus auf die Fertigungsprozesse richten, bewältigen sie es deutlich besser, umfassend automatisierte Anlagen zu konzipieren und zu realisieren, betont Mies. Sie kennen entscheidende Details, zum Beispiel unterschiedliche Bearbeitungszeiten, den Zustand der Werkstücke nach einem Bearbeitungsprozess (Grate, Restmengen an Kühlemulsion und dergleichen) sowie geeignete Mess- und Prüfverfahren, um die Prozesse zu überwachen und ggf. nachzusteuern. „Daher finden die Maschinenhersteller sehr viel einfacher und schneller als externe Automatisierer die jeweils optimal passende Automationsstrategie“, unterstreicht Fries. „Sie können auch sicher abschätzen, welche weiteren Prozessschritte wie Reinigen, Entgraten, Messen und Prüfen sich in den Ablauf integrieren lassen.

Abgestimmte Komponenten

Von der Konzeption über die Inbetriebnahme, die datentechnische Vernetzung und den Betrieb bis zum Service und der Wartung bieten die Werkzeugmaschinenhersteller daher heute durchdachte Komplettlösungen mit perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten. Meist wird die Automation modular aus standardisierten Baugruppen aufgebaut. Als Vorteil ergeben sich wesentlich kürzere Zeiten von der Konzeption bis zur Inbetriebnahme. „Schon in der Konzeptphase stimmen die Maschinenhersteller sämtliche Komponenten der Maschine und der Automation auf spezielle Merkmale der Werkstücke und auf Eigenheiten des Fertigungsprozesses ab“, sagt Stefan Hansch, Geschäftsführer bei Emco. Das betrifft zum Beispiel Greifer, Pufferstationen, Arbeitsbereiche von Robotern sowie die Anordnung von Zuführbändern, Rinnen und Orientierungsstationen. „Anwender erhalten beim Hersteller ein rundum getestetes Gesamtkonzept“, nickt Bernd Hilgarth.

Schnittstellen sind bekannt

Auch die datentechnische Vernetzung bewältigen die Maschinenhersteller sehr viel einfacher und schneller. Deren Experten kennen detailliert die elektrischen Schnittstellen und die jeweiligen Datenprotokolle unterschiedlicher CNC-Steuerungen. Umständliches, zeit- und arbeitsaufwendiges Abstimmen zwischen Steuerungs-, Maschinen- und Automationsherstellern entfällt. Ein weiterer Aspekt erweist sich mit fortschreitender Globalisierung als entscheidendes Kriterium. Automatisierte Werkzeugmaschinen werden weltweit eingesetzt. Anwender benötigen deshalb einen umfassenden, kompetenten Service für alle Bestandteile der automatisierten Anlagen. Die weltweit agierenden Werkzeugmaschinenhersteller können dies problemlos leisten. Ihr Service verfügt über vollständiges Knowhow und alle benötigten Ersatzteile für sämtliche Komponenten der automatisierten Anlagen.

Automation von oben

Zusammen mit der Tochter SW Automation hat Schwäbische Werkzeugmaschinen eine oberhalb des Arbeitsraums angeordnete Automatisierung entwickelt. Zum Verketten mehrerer Bearbeitungszentren fahren dabei ein oder mehrere Industrieroboter auf einem Portal über die Maschinen. Sie greifen von oben in die Arbeitsräume, um Werkstücke und Vorrichtungen zu wechseln. Zusätzliche Stationen, zum Beispiel zum Reinigen, Messen, Entgraten oder zur Montage, können integriert werden. Wesentlicher Vorteil ist, dass der Zugang zu den Bearbeitungszentren und zu weiteren Automatisierungskomponenten für das Personal frei bleibt. Zudem ist die Automation äußerst flexibel: Beim Umrüsten wechseln die Roboter nur ihre Greifer. Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH www.sw-machines.com; Halle 12, Stand C60
Bild: SW

Auf Bearbeitung abgestimmt

Mit seiner Automationszelle Variocell kann Chiron sowohl einzelne Bearbeitungszentren automatisieren als auch zwei Maschinen miteinander verbinden. Die vorbereiteten Roboterzyklen sind bereits vom Hersteller auf die Bearbeitungsoperationen abgestimmt. Besonders vorteilhaft ist die standardisierte Benutzerführung über nur eine CNC-Steuerung. Alle Automationszyklen müssen lediglich parametrisiert werden. Die Arbeitsräume der Maschinen sind weiterhin für manuelles Rüsten sowie Be- und Entladen gut zugänglich. Chiron-Werke GmbH & Co. KG https://chiron.de; EMO: Halle 12, Stand C04
Bild: Chiron

Verschiebbare Zelle

Für seinen neuen Kurz- und Langdrehautomaten TNL20 bietet Index/Traub eine angehängte Roboterzelle, bestehend aus einem Fanuc-Sechsachsroboter und einem vertikalen Palettenspeicher mit 28 Einschubplätzen, die die Maschine mit Stangenabschnitten, gegossenen oder geschmiedeten Rohlingen be- und entlädt. Die Roboterzelle ist zur Integration einer 3D-Messeinrichtung vorbereitet. Weitere Prozessschritte wie Entgraten lassen sich ebenso integrieren. Der Roboter kann selbstverständlich auch von der Stange bearbeitete Bauteile nach dem Abstechen wenden sowie entladen und in Paletten ablegen. Um die Drehzentren einfach und komfortabel zu rüsten, wird die Roboterzelle seitlich verschoben. Sie gibt dann den Zugang zum Arbeitsraum frei. Index-Werke GmbH & Co. KG Hahn & Tessky www.index-werke.de; EMO: Halle 17, Stand D03
Bild: Index/Traub

Vollständig integriert

Zum automatisierten Be- und Entladen seiner modularen Präzisionsdrehzentren Gofuture bietet Benzinger eine kompakte Roboterzelle. Sie fügt sich nahezu vollständig in die Umhausung der Drehmaschinen ein. Durch standardisierte Schnittstellen kann sie flexibel im Wechsel an mehreren Drehzentren gleicher Bauart eingesetzt werden. Da der Roboter seitlich durch eine spezielle Öffnung in der Umhausung eingreift, bleibt der Arbeitsraum für manuelles Rüsten sowie Be- und Entladen einzelner Bauteile gut zugänglich. Die vollständige Integration aller Funktionen der Roboterzelle sowie einer optionalen Kamera, die die Lage von Werkstücken erkennt, in die Steuerung (Fanuc) der Drehzentren vereinfacht und beschleunigt erheblich das Programmieren der kompletten Einheit. Carl Benzinger GmbH www.benzinger.de; EMO: Halle 17, Stand A40
Bild: Benzinger

Umfassende Automation

Mit umfassenden Automatisierungslösungen kann Emco sein komplettes Programm an horizontalen und vertikalen Dreh- und Drehfräszentren ausrüsten. Je nach Bedarf automatisiert der österreichische Hersteller kundenspezifisch mit Portalen, Schwenkladern oder Robotern. Eine Besonderheit seiner Portallader ist die integrierte B-Achse als Schwenkeinheit. Sie ermöglicht, Rohlinge unter Winkeln in Vorrichtungen einzulegen sowie simultan zum Verfahren zu schwenken. Das erhöht die Flexibilität beim Be- und Entladen und verkürzt die Zykluszeiten. Emco GmbH www.emco-world.com; EMO: Halle 27, Stand E07
Bild: Emco

Getriebewellen in Großserie

Zur EMO präsentiert FFG eine automatisierte Fertigungszelle, die Getriebewellen in großen Serien produziert. Integriert ist – neben einer Kaltwalz- und einer Abwälzfräsmasachine – eine Vertikal-Drehmaschine VDF 250 VT von Boehringer mit einer eigenständigen Automation. Ein Portallader befindet sich innerhalb der Umhausung der Vertikaldrehmaschine. Er lässt den Zugang von oben und durch die Arbeitsraumtür frei. Wegen der modularen Bauweise kann das Portal nach links oder nach rechts be- und entladen. Seine zusätzliche Schwenkachse bietet flexible Positionen zum Aufnehmen und Ablegen von Rohlingen und Werkstücken. FFG Werke GmbH www.ffg-werke.com; EMO: Halle 14, Stand G02
Bild: FFG

Modulare Bauweise

Das Handlingsystem HS flex für bis zu 450 kg schwere Bauteile und Paletten von Hermle arbeitet zusammen mit 3-Achs- oder 5-Achs-Bearbeitungszentren des Herstellers. Als komplette Einheit lässt es sich schnell und einfach in Betrieb nehmen. Durch seine modulare Bauweise ist es zum einen kostengünstiger als Roboterzellen, zum anderen flexibel an den individuellen Bedarf anpassbar. Eine geschickte Anordnung sorgt für einen guten Zugang, so dass der Bediener auch einzelne Bauteile manuell be- und entladen und die Maschine rüsten kann. Das Hermle-Automation-Control-System (HACS) minimiert mit der integrierten Auftragsverwaltung Rüst- und Stillstandszeiten. Maschinenfabrik Berthold Hermle AG www.hermle.de; Halle 12, Stand C36
Bild: Hermle

Kurze Beladezeiten

Mit kompakten Automationszellen stattet Ewag seine CNC-Schleif- und Laserbearbeitungsmaschinen aus. Für kurze Be- und Entladezeiten sorgt die mit den Roboterbewegungen direkt gekoppelte Türöffnung zum Arbeitsraum der Maschinen. Durch den modularen Aufbau stehen skalierbare Automationslösungen für das gesamte Spektrum, von kleinen, nur wenige Gramm leichten Wendeschneidplatten bis zu mehreren Kilogramm schweren Monoblockwerkzeugen, zur Verfügung. Vision Systeme zur Werkstückerkennung sowie Module zum Reinigen, Messen und Kennzeichnen der bearbeiteten Werkzeuge lassen sich integrieren. Ewag AG www.ewag.com; EMO: Halle 11, Stand B24
Bild: Ewag

Modular konfigurierbar

Seine CNC-Werkzeugschleifmaschinen und Erodiermaschinen automatisiert Walter wahlweise mit einem wirtschaftlichen Toplader oder mit einer Roboterzelle. Letztere ist flexibel für Werkzeuge unterschiedlicher Längen und Durchmesser einsetzbar und bietet lange bedienerlose Produktionszeiten. Als Option können weitere Prozesse, wie die Lageerkennung von Kühlkanälen oder Messsysteme, realisiert werden. Durch die modulare Bauweise lässt sich die Roboterzelle für nahezu alle Werkzeugschleifmaschinen aus Tübingen konfigurieren. Walter Maschinenbau GmbH www.walter-machines.com; Halle 11, Stand B24
Bild: Walter Maschinenbau
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