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Schunk: Werkzeugmaschinen mit Lean Automation schlank automatisieren

Automatisierte Maschinenbeladung
Schunk: Werkzeugmaschinen mit Lean Automation schlank automatisieren

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Statt Linearportal, Roboter oder Palettiersystem nutzt der Lohnfertiger AMH das Lean-Automation-Programm von Schunk, um zwei 5-Achs-Werkzeugmaschinen kostengünstig zu automatisieren.

Gerade kleinere Betriebe scheuen bis heute die Automatisierung der Werkzeugmaschinenbeladung. Auch AMH aus Wilnsdorf seit jeher rein manuell beladen. „Wenn wir Einhundert- bis Zweihunderttausend Euro für eine automatisierte Beladung in die Hand nehmen müssen, stellt sich natürlich die Frage, wann unsere Investition gedeckt wird“, berichtet Prokurist Philipp Stötzel. Dass immer wieder Aufträge mit mittleren und großen Stückzahlen verloren gingen, hatte AMH in Kauf genommen. Stattdessen konzentrierte sich AMH auf die Fertigung anspruchsvoller Prototypen, Einzelteile und Kleinserien.

Ein großvolumiger Rahmenvertrag über Frästeile und die Investition in ein DMF 260/7 Fräszentrum von DMG Mori sorgte für ein Umdenken. Flexibel, modern und mannarm sollten möglichst viele Teile auf einmal hergestellt werden, lautete das Ziel. Vorarbeiter Sven Dechert und Produktionsleiter Marius Kühn luden namhafte Spanntechnikhersteller ein, um möglichst einfache Lösungen zu präsentieren. Ein Gesamtpaket aus Nullpunktspannsystem und Lean-Automation-Greifern von Schunk erhielt nach einem Vor-Ort-Termin bei einem Referenzanwender den Zuschlag.

Überschaubarer Aufwand

Die Lean-Automation-Lösung war sowohl finanziell als auch technisch mit überschaubarem Aufwand umsetzbar. Von der ersten Idee über die Entwicklung bis zum Dauertest vergingen kaum mehr als sechs Monate. Dabei lag der Fokus von Anfang an auf einer bedienerfreundlichen Lösung. Das Ergebnis überzeugte letztlich so sehr, dass im Verlauf des Projekts ein zweites DMF260/7 Fräszentrum angeschafft wurde.

Mithilfe von Schwesterwerkzeugen, Entgratwerkzeugen und Polierbürsten konnten die Nebenzeiten auf ein Minimum reduziert werden. „Jeden Monat können wir neue Teile in unser Fertigungsprogramm aufnehmen. Und immer wieder stellen wir fest, dass dank Lean Automation nun plötzlich ein für den Kunden attraktiver Preis möglich ist“, stellt Philipp Stötzel fest. „Inzwischen schließen unsere Kunden Rahmenverträge über mehrere Jahre ab.“

Einfach, schnell und kostengünstig

Mit dem Lean-Automation-Programm lassen sich Werkzeugmaschinen einfach und kostengünstig automatisieren, denn dabei werden all die Dinge genutzt, die in Werkzeugmaschinen bereits vorhanden sind: die Verfahrwege der Spindel, die Werkzeugaufnahmen, die Versorgung mit Druckluft oder Kühlschmiermittel sowie das Werkzeugmagazin. Philipp Stötzel: „Ich kenne kein anderes Einstiegsprodukt in die automatisierte Maschinenbeladung, das so kostengünstig zu realisieren ist. Zumal ein Großteil der Investition auf die Nullpunktspanntechnik zurückfällt, die sowieso angeschafft worden wäre“, so Stötzel.

Über eine Schaftschnittstelle werden die Handhabungs- und Reinigungsmodule in Werkzeughaltern gespannt, im Werkzeugmagazin abgelegt und bei Bedarf auf die Maschinenspindel eingewechselt. Der Antrieb der Greifer erfolgt wahlweise mit Kühlschmiermittel oder mit Druckluft.

Standardisierung hilft

Produktionsleiter Marius Kühn ist von den Möglichkeiten der Lean Automation überzeugt und schätzt das simple Prinzip der Komponenten. „Ab einer Losgröße von rund 50 Teilen versuchen wir, die automatisierte Beladung einzusetzen. Mittlerweile produzieren wir mehrere Hundert Artikel im mannlosen Betrieb – kubische Werkstücke ebenso wie dünne Bleche oder Drehteile.“

Der Handlingprozess wurde auf Basis von Magazintypen standardisiert, so dass die Bediener lediglich drei Positionen programmieren müssen. Alles andere läuft vollautomatisch. Das begeistert auch Philipp Stötzel: „Die Lean-Automation-Lösung ist wirklich charmant. Man erhält für einen überschaubaren Betrag eine erhebliche Arbeitserleichterung, bleibt flexibel und kann die Maschinen sehr gut auslasten.“

Große Stückzahlen laufen mannlos

Auch Vorarbeiter Sven Dechert schätzt die Lösung: „Wir rüsten tagsüber vor, aktivieren nachmittags den mannlosen Betrieb und bestücken das Magazin in der Spätschicht nochmals neu, so dass die Maschine zum Teil bis morgens läuft.“ Tagsüber nutze das Team die Zeit vor allem für Einzelteile und kleine Stückzahlen, die eine engmaschige Überwachung durch die qualifizierten Fachkräfte erfordern. Große Stückzahlen wiederum laufen meist nachts im mannlosen Betrieb.

Der Auslastungsgrad der beiden Maschinen liegt heute bereits bei bis zu 74 % pro Tag, Tendenz steigend. Mittlerweile wurden beide Maschinen zusätzlich mit Kameras ausgestattet, über die es dem Bereitschaftsdienst möglich ist, den Prozess per Smartphone zu überwachen. Zudem erhöhen Doppellager bei großen Stückzahlen die mannlose Kapazität.

Vermarktung der Lean Automation

Dass AMH inzwischen daran arbeitet, die Lean-Automation-Lösung selbst zu vermarkten, zeigt, wie überzeugt man davon ist. Zum einen sollen Kunden bei der Auswahl, Kombination und Konstruktion der erforderlichen Komponenten, sowie bei Inbetriebnahme und Service unterstützt werden. Zum anderen soll die entsprechende Software geliefert werden.

Philipp Stötzel versteht sich als Botschafter: „Automation ist bei vielen im Kopf, aber immer noch mit einer Schranke belastet, dass es wahnsinnig teuer ist und viel Manpower und Schulung braucht. Damit wollen wir aufräumen und den zukünftigen Kunden aktiv bei der betrieblichen Umsetzung einer smarten Lösung unterstützen, indem wir ihm ein breites Spektrum an Services anbieten werden.“

Schunk GmbH & Co. KG

Bahnhofstr. 106 – 134

74348 Lauffen/Neckar

www.schunk.com


Synergie aus Spannmitteln und Greifern

  • Die Basis der schlanken Werkzeugmaschinenautomation bei AMH bilden eine Vero-S NSL plus 600 Spannstation mit sechs Nullpunktspannmodulen, die unmittelbar auf den NC-Rundtisch der 5-Achs-Zentren montiert ist, sowie drei NSL plus 600 Spannstationen auf den Maschinentischen.
  • Als Standardspannmittel in der mannlosen Fertigung nutzt AMH den Kraftspannblock Tandem KSP plus 250, der über Druckluft angesteuert wird, Spannkräfte bis 55.000 N erzielt und eine Wiederholgenauigkeit von 0,02 mm gewährleistet. Um ein möglichst breites Werkstückspektrum abzudecken sind die Kraftspannblöcke mit dem Trägerbackensystem Tandem TBA-D ausgestattet.
  • Die Beladung übernimmt in der Regel ein vielzahngeführter PGN-plus 100 Parallelgreifer mit GSW-B-Schnittstelle, der in einen herkömmlichen Werkzeughalter mit 20-mm-Schaftschnittstelle gespannt und über die maschineneigenen Achsen verfahren wird. Mit ihm handhabt AMH Bleche und Drehteile von wenigen Gramm bis 3 kg.
  • Alternativ kommt ein SCHUNK GSW-M Magnetgreifer zum Einsatz, mit dem sich ferromagnetische Teile wie Bleche, Lagerringe oder Teile mit komplexen Konturen zeit- und kosteneffizient handeln lassen. Der Magnetgreifer verfügt über eine Greifkraft von 20 N und ist für Teile bis 1 kg ausgelegt. Um greiferseitig die unterschiedlichen Bauteile abzudecken, nutzt AMH individuelle Spanneinsätze.
  • Zur Reinigung des Maschinenraums und der Spannmittel kommt das Reinigungsgerät RGG im Einsatz, das ebenfalls in einer Werkzeugaufnahme gespannt und je nach Verschmutzungsgrad mit Kühlschmiermittel oder mit Druckluft betrieben wird.
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