Maschine, Steuerung und Automation aus einer Hand
Der passende Automatisierungsgrad
Zu einer leistungsfähigen Werkzeugmaschine gehört eine durchdachte Peripherie – und damit auch an die Aufgabenstellung angepasste Automatisierungskonzepte, die zum Teilespektrum und den Losgrößen passen. Doch geht es stets darum, den individuell bestmöglichen Kompromiss zu finden zwischen vollständiger Automation und nötiger Flexibilität und Prozesssicherheit. Der Werkzeugmaschinenbauer Mazak hält deshalb ein breites Portfolio an Automatisierungslösungen parat.
Vertikales Bearbeitungszentrum mit direkt integriertem Beladeroboter (Bild: Yamazaki Mazak GmbH)
Ein sehr hoher Automatisierungsgrad kann komplexe Anlagen zur Folge haben. Die Bandbreite reicht hier von kompletten Fertigungszellen, in denen Beschickung und Werkzeugwechsel per Knickarmroboter erfolgt, bis zu integrierten Paletten- und Werkzeugspeichern für eine mannlose Bedienung über lange Zeiträume. An einfachen Maschinen kann jedoch auch ein kleiner Beladeroboter schon große Fortschritte bringen. Weiterhin kann es sehr interessant sein, mehrere Maschinen an ein Be- und Entladesystem anzubinden. Entscheidend ist, dass es eine integrierte Steuerung für beide Systeme – Maschine und Automation – gibt. Mazak hat dafür bereits vor Jahren mit der Smooth-Steuerungstechnik eine Basis geschaffen und über alle Baureihen hinweg Automationslösungen entwickelt. Die Möglichkeiten für die Einbindung ins Fertigungsmanagement erleichtern eine mannlose Fertigung und die grafische Bedienoberfläche vereinfacht die Programmierung. Netzwerkprotokolle nach heutigem Standard wie Ethernet/IP machen die Steuerung zukunftsfähig und erleichtern die Einbindung von Robotern.
Variaxis-Fünfachs-CNC mit 24-fach Palettenspeicher und Werkzeugmagazin (Bild: Yamazaki Mazak GmbH)
Eine Steuerung – fünf Maschinen
Es können bis zu fünf Maschinen zentral von einer Steuerungseinheit aus bedient werden. Über die jeweiligen Registerkarten hat der Bediener stets den Status der einzelnen Maschinen auf dem HMI im Blick. So ist etwa abzulesen, welche Maschine darauf wartet, dass fertige Teile entladen werden. Für Standard-Drehmaschinen hat sich die Beladung per Roboter bewährt. Im Mazak-Portfolio sind deshalb Roboter für Werkstückgewichte bis 20kg verfügbar, deren Programmierung erfolgt über die Smooth-Steuerung. Das Automatisierungs-Tool für das Beladesystem ist dort als App integriert, die beide Seiten miteinander koordiniert. Der Roboter kann über eine Standardschnittstelle schnell und einfach an jede Maschine angedockt werden. Diese Art der Automatisierung ist auf kleine bis mittelgroße Losgrößen ausgelegt. Das integrierte Werkzeug-Handling, das auch Sonder- und Zusatzwerkzeuge umfasst, die schnelle Umrüstung durch im Steuerungsmenü vorgegebene Abläufe und die gute Zugänglichkeit ermöglichen ein schnelles Abarbeiten der Werkstücke in gleichbleibender Qualität. Solche Zellen sind modular erweiterbar, z.B. durch die Integration einer optischen Werkstückvermessung. Die ebenfalls mit Roboter ausgestattete e-Bot Cell 720 ist dafür ausgelegt, dass bei der Bearbeitung einer großen Anzahl unterschiedlicher Werkstücke 720 Stunden pro Monat im unbemannten Betrieb gearbeitet werden kann. Selbst im Falle veränderter Losgrößen ist der Arbeitsaufwand gering.
Das Palletech-System mit zwei Ebenen
versorgt bei einem Hersteller von Pumpengehäusen fünf verkettete Maschinen. (Bild: Yamazaki Mazak GmbH)
Automatisierung für Fünfachs-CNCs
Die Fünfachs-Bearbeitungszentren der Baureihen Integrex und Variaxis sind mit abgestimmten Systemen wie Palettenwechlser und Roboterbeladung automatisierbar. Lösungen wie z.B. Multi Pallet Pool (MPP) sollen den schnellen Palettentransfer gewährleisten und damit einen längeren Betrieb ohne Bedieneraufsicht. Das System wird über die CNC-Steuerung und das Tool Smooth MPP verfügt. Letzteres vereinfacht die Auftragsterminierung und ermöglicht eine schnelle Analyse der Produktionsergebnisse sowie eine effiziente Systemauslastung. Als weiteres Plus kann auf die Daten auch extern von PCs und Smartphones aus zugegriffen werden. Die Anbindung eines Palettenspeichers auf der linken Seite der Variaxis-Bearbeitungszentren erlaubt zudem ein hauptzeitparalleles Rüsten sowie das automatische Be- und Entladen von Werkstück-Trägerblechen. Die Lagerverwaltung erfolgt über einen Touch-Screen direkt am Speicher. Das auf der rechten Seite angegliederte Magazin bietet bis zu 220 Werkzeugplätze auf mehreren Ebenen, die hängend gelagerten sind und mittels eines zentrisch angeordneten Parallelgreifers eingewechselt werden. Vor allem bei kleinen Losgrößen und Prototypenfertigung sowie für wechselnde Teileserien ist diese Lösung gut geeignet. Eine Lösung für größere Werkstücke bietet die Automatisierung einer Variaxis-Maschine i-700 mit zwölf Palettenwechsler und dem Tool-Hive-Magazin mit bis zu 500 Werkzeugplätzen. An einem Rüstplatz werden die einzelnen Paletten hauptzeitparallel bestückt und danach über eine Greifvorrichtung in den Palettenspeicher eingebracht. Die Steuerung sorgt dafür, dass die Paletten in der richtigen Reihenfolge in die Maschine gebracht werden und der Bearbeitungsprozess gestartet wird.
