SKF Aeroengine France ist auf die Herstellung von Lagern für die Luftfahrt spezialisiert. „Vor rund zwei Jahren wurden wir damit beauftragt, spezielle Wälzlager-Komponenten für die neue LEAP-Triebwerksgeneration herzustellen“, erzählt Cédric Vandevoir, Engineering Manager in Valenciennes. Die Bearbeitung der komplexen, mittelgroßen Wälzlager-Teile für das hochmoderne Mantelstrom-Triebwerk ist sehr anspruchsvoll und erfordert höchste Präzision.
Weitere Herausforderung: „Der Auftrag war für uns bis dato einzigartig, weil er sich über einen Zeitraum von 20 bis 30 Jahren erstreckt – wobei sich die einzelnen Losgrößen zwischen fünf und 30 Stück pro Job bewegen“, sagt Vandevoir. Angesichts der Anforderungen an eine qualitativ hochwertige, stets rückverfolgbare und wirtschaftliche Produktion von kleineren, aber immer wiederkehrenden Stückzahlen über eine sehr lange Zeit musste SKF Aero seine bisherige Fertigungsstrategie komplett überdenken.
Komplette Bearbeitung in eine hochproduktive Lösung integriert
So sollte die Bearbeitung – inklusive der nachgeschalteten Prozesse – nun komplett in ein einziges hochproduktives flexibles Fertigungssystem integriert werden. „Wir wollten so viele Prozessschritte wie möglich automatisieren und manuelle Eingriffe drastisch minimieren. Daher haben wir uns auf die Suche nach Partnern gemacht“, so Marcus Jakob, Global Process Development Manager bei SKF Aerospace. Nach eingehender Prüfung potenzieller Systemintegratoren entschied sich SKF Aeroengine schließlich für Fastems.
Jakob war es wichtig, dass der Partner auf die sehr unterschiedlichen Anforderungen des Gesamtprojektes, das auch auf andere SKF Aero-Werke übertragen werden soll, sowie auf individuelle Wünsche flexibel eingehen kann. „Dabei spielt die Software eine entscheidende Rolle“, so Jakob. „Roboter sind heutzutage quasi Standardware, aber das Knowhow, die Integration und die flexible Umsetzung in der eigentlichen Anwendung sind hier die entscheidenden Punkte.“ Und hier konnte Fastems mit der Anzahl der Softwareentwickler und vor allem im Hinblick auf die Kompetenz im Bereich flexibler Softwarelösungen für die Automatisierung überzeugen.
Komplexe Gesamtlösung inklusive Qualitätsprüfung
Und so wurden die Vorstellungen von SKF Aeroengine im Projektverlauf mit Fastems bis zum heutigen System namens RoboFMS (Robotic Flexible Manufacturing System) weiterentwickelt. Heute sind zwei Dreh-/Fräszentren, ein Schleifzentrum, eine Läppmaschine, eine 3D-Koordinatenmessmaschine, eine Anlage zur Teilereinigung und ein Laser-Markiersystem an das flexible Fertigungssystem angebunden. Darüber hinaus integriert das RoboFMS eine Be- und Entladestation für fahrerlose Transportfahrzeuge (FTS) sowie ein Lager für Roh-, Halbfertig- und Fertigteile.
Das RoboFMS verkettet sämtliche Prozessschritte in einem System: von der Erstbearbeitung der zuvor an der Ladestation manuell auf Nullpunktspannsystemen aufgespannten Werkstücke an den beiden Dreh-/Fräszentren über die Bearbeitung an der Läpp- und Schleifmaschine bis hin zur Lasermarkierung und Qualitätskontrolle.
Der auf einer Schiene verfahrende Roboter ist hierbei in der Lage, sowohl Werkstückpaletten als auch Werkstücke ohne Palette zu handhaben. Vandevoir: „Die Bearbeitungsprozesse an der Läpp- und Schleifmaschine sind aus Gründen der Präzision nur ohne Aufspannung möglich.“ Den Takt der Transportbewegungen im RoboFMS gibt die Chronologie des Gesamtprozesses vor – und so kann es sein, dass ein Halbfertigteil zunächst im Systemlager abgelegt wird, wenn sich beispielsweise bereits ein Werkstück in einer Maschine oder einer Mess- bzw. Markierstation befindet.
Autonome Fertigung über einen langen Zeitraum
Sind die Werkzeuge vorbereitet und befindet sich genügend Material im Lager, dann ist das RoboFMS auf eine hohe autonome Fertigung über einen langen Zeitraum ausgelegt. „Unser Ziel ist es, ein gesamtes Wochenende unbemannt produzieren zu können und das auch bei Losgröße 1. Voraussetzung dafür ist, dass sich im Systemlager genügend aufgespannte Werkstücke und nicht aufgespannte Halbfertigteile befinden, damit sämtliche Stationen im RoboFMS zu jeder Zeit bedient werden können“, so Jakob.
Ein unverzichtbarer Baustein des Projekts ist nach Ansicht von Vandevoir die Manufacturing Management Software (MMS) von Fastems: „In naher Zukunft werden wir die MMS an unser ERP-System anbinden, um direkt hieraus die Produktionsplanung vorzunehmen. Die Software soll dann auch die gesamte automatisierte Produktion steuern und überwachen. Außerdem ermöglicht uns die MMS, die Gesamteffizienz des RoboFMS abzubilden, um bei Bedarf gezielt Einzelprozesse optimieren zu können. Die Software bietet hierzu alle Voraussetzungen.“
Marcus Jakob ist daher zufrieden: „Dank des erfolgreichen Pilotprojekts schlagen wir nun an mehreren Standorten innerhalb der SKF Gruppe neue Wege ein. Ein zweites, identisches RoboFMS haben wir bereits bei SKF Aeroengine in New York installiert und dieses noch um ein zusätzliches Dreh- und Schleifzentrum ergänzt. Ein ähnliches System kommt in unserem Werk in Pennsylvania zum Einsatz, wo wir spezielle Dichtungen für die Aerospace-Branche herstellen. Zwar wird dort ausschließlich mit Palettenaufspannungen gearbeitet, sodass das System weniger komplex ist, aber auch hier bewährt sich die Zusammenarbeit mit Fastems bestens.“
SKF GmbH
Fastems GmbH
+ Steckbrief + Steckbrief +
- Zur hoch automatisierten Fertigung kleiner Stückzahlen (Losgrößen zwischen fünf und 30 Stück pro Job) hat SKF Aeroengine bei Fastems ein flexibles Fertigungssystem (FFS) geordert, das möglichst viele Prozessschritte automatisiert und manuelle Eingriffe minimiert.
- An das RoboFMS sind zwei Dreh-/Fräszentren, ein Schleifzentrum, eine Läppmaschine, eine 3D-Koordinatenmessmaschine, eine Teilereinigungsanlage und ein Laser-Markiersystem, eine Be- und Entladestation für fahrerlose Transportfahrzeuge (FTS) sowie ein Lager für Roh-, Halbfertig- und Fertigteile angebunden.
- Ein auf einer Schiene verfahrender Roboter verkettet die Stationen und kann sowohl Werkstückpaletten als auch Werkstücke ohne Palette handhaben.
- Ein wichtiger Baustein des Projekts ist die Manufacturing Management Software (MMS) von Fastems, die SKF in Kürze ans ERP-System anbinden will, um direkt hieraus die Produktionsplanung vorzunehmen.
