Flexible Losgrößenfertigung
Standardisierte Roboterzelle trifft intelligente Software
Unternehmen in der spanabhebenden Fertigung haben es wirklich nicht leicht, insbesondere bei der Teilehandhabung. Sie sehen sich nicht nur einem anhaltend hohen Termin- und Kostendruck gegenüber, sondern müssen sich auch einer zunehmend komplexeren Produktion und steigender Teilevarianz stellen. Die RoboCell One von Fastems bietet hier eine Lösung, denn sie wurde für eine äußerst anpassungsfähige und somit flexible Bearbeitung von Werkstücken in unterschiedlichen Losgrößen entwickelt.
Die RoboCell One von Fastems soll neue Maßstäbe beim Werkstück-Handling setzen. (Bild: Fastems Systems GmbH)
Die einfach konfigurierbare Roboterzelle ist zur Handhabung vor Werkstücken bis 80kg sowie zur Automatisierung von bis zu zwei Dreh- oder Fräsmaschinen des gleichen Typs ausgelegt. Die speziell für die flexible Losgrößenfertigung mit hoher Teilevarianz entwickelte RoboCell One setzt also genau dort an, wo bereits existierende Automationssysteme schon alleine aufgrund schwerer Werkstücke an ihre Grenzen stoßen.
Die Roboterzelle auf einen Blick: 1: Touch Operation Panel, 2:
Zugangstüren zu den fünf Materialstationen, 3: Greiferwechselstation, 4: Roboter auf Linearachse, 5: Zugangstüren zu den Werkzeugmaschinen, 6: Robotersteuerung und integrierter Schaltschrank. (Bild: Fastems Systems GmbH)
Unterschiedliche Lose mit hoher Teilevarianz
Zu einer der Besonderheiten der Roboterzelle gehört ein optionales automatisiertes Greiferwechselsystem für die flexible Werkstückhandhabung sowie die einfache Einführung neuer Teile auch während der laufenden Produktion. So lässt sich der Roboter mit Einzel-, Doppel- oder Sondergreifern bestücken, wobei für die fertigungsspezifische Werkstückhandhabung bis zu sechs verschiedene Greifer eingesetzt werden können. Die RoboCell One ist somit in der Lage, zwei Maschinen flexibel mit Werkstücken zu versorgen, wobei es möglich ist, parallel auf beiden Maschinen unterschiedliche Produkte zu fertigen. Der Roboter wechselt zum Be- und Entladen der jeweiligen Anlage hierzu automatisch seine Greifer. Das Ergebnis: bestmögliche Maschinenauslastung selbst bei häufig wechselnden Aufträgen. Zusätzliche Produktivität erzielt die Roboterzelle außerdem durch die Option, weitere Prozesse in das Automationssystem integrieren zu können, z.B. durch die Einbindung eines Mess- oder Markiersystems.
Konfiguration ohne Roboterspezialisten
Für eine Umrüstung der RoboCell One auf ein neues Werkstück sind nahezu keine Roboterkenntnisse erforderlich – eine große Erleichterung vor allem bei Teilefamilien. Statt den Roboter zeitaufwendig einzuteachen, erfolgt die Konfiguration mittels parametrischer Programmierung über die Manufacturing Management Software (MMS) von Fastems. Die notwendigen Werte bzw. Parameter werden hierzu über die intuitive MMS-Bedienoberfläche für das Werkstückhandling in der Steuerung hinterlegt. Neue Teilestammdaten sowie Aufträge lassen sich auf diese Weise gleichsam schnell wie einfach während der laufenden Produktion, also hauptzeitparallel, erstellen.
Intelligentes Fertigungsmanagement
Insbesondere in Kombination mit der MMS liefert die RoboCell One große Vorteile für die Fertigungspraxis. Die Software plant entsprechend der Produktionsaufträge automatisch die gesamte Fertigung mit wechselnden Werkstücken in unterschiedlichen Losgrößen und unter Berücksichtigung sämtlicher hierfür benötigten Ressourcen. Sie zeigt darüber hinaus den Status der aktuellen Fertigung in Echtzeit an (z.B. Auftragsfortschritt oder Zeitplan), kalkuliert die Maschinenkapazitäten für noch anstehende Aufträge und visualisiert dem Bediener bereits im Voraus notwendige Umrüstungen. Zusammengenommen führt das zu sinkenden Fertigungskosten pro Werkstück und verkürzten Durchlaufzeiten.
Neue Version vorgestellt
Im Frühjahr hat Fastems die neue Version der MMS vorgestellt, mit der sowohl automatisierte als auch nicht automatisierte Prozesse in das Fertigungsmanagement integriert werden. Die Software vereint hierzu drei Anwendungsbereiche in einer Plattform: palettenbasierte Automatisierung, Automatisierung des direkten Werkstück-Handlings mit Robotern sowie den Arbeitszellenbetrieb für Einzelmaschinen und andere manuelle Fertigungsvorgänge. Wie bereits im Zusammenhang mit der RoboCell One erwähnt, bietet die neue MMS eine umfangreiche Auswahl an Funktionen für das direkte Werkstück-Handling. Die Software ist somit generell für das Produktionsmanagement von roboterbasierten Anwendungen prädestiniert.
Lösung für die gesamte roboterbasierte Automation
Die einfache Aufnahme von neuen Werkstücken in einen Fertigungsprozess ist ein wesentlicher Schlüssel zur Erfüllung heutiger Fertigungsanforderungen. Hierfür bietet die MMS Funktionen für die Definition von Teilprozessplänen. Zusammen mit parametrischen Roboterprogrammen und einer koordinatenbasierten Teileortung wird hierdurch der Bedarf an Roboterprogrammierung reduziert, während eine zeitaufwendige SPS-Programmierung vollständig entfallen kann. Zusätzlich zu einer vorausschauenden, anpassungsfähigen Planung für die automatisierte Produktion mit Industrierobotern unterstützt die MMS die Planung von Fertigungshilfsmitteln durch Angabe fehlender Ressourcen wie Schneidwerkzeuge, NC-Programme oder Rohstoffe. Hierdurch kann sich der Bediener voll und ganz auf seine Aufgaben zur Umsetzung der geplanten Produktion konzentrieren. In einer Roboterzelle verwaltet die neue MMS die auftragsbezogene Produktion über Fertigungslose. Mit der Möglichkeit, in diesem Zusammenhang mehrere verschiedene Teile gleichzeitig in verschiedenen Auftragslosgrößen produzieren zu können, erhöht sich die Fertigungsflexibilität. Zusätzlich stehen hierzu Informationen zu den benötigten Spannmitteln an der Werkzeugmaschine in Form von Rüstvorgängen zur Verfügung. Die MMS kann zudem neue Rüstvorgänge für Werkzeugmaschinen planen und nimmt je nach Anwendung sogar das automatische Rüsten einer Maschine mit einem Roboter in die Hand.
Planung, Steuerung und Überwachung nicht automatisierter Prozesse
Mehr noch: Die jüngste MMS-Version ermöglicht es auch, nichtautomatisierte Prozesse (z.B. in Zusammenhang mit einer Roboteranwendung oder einem flexiblen Fertigungssystem) zu planen und zu steuern, um die Lücke zwischen automatisierten und manuellen Fertigungsprozessen zu schließen. Vor diesem Hintergrund erhält etwa der Bediener einer Stand-Alone-Werkzeugmaschine über die Software genaue Listen und Anweisungen, welche Arbeitsschritte und Einzelaufgaben für die Produktion erforderlich sind. Sie liefert ihm hierzu zeitnah alle relevanten Informationen, z.B. wann eine Einrichtung, Materialien oder Werkzeuge zur Verfügung stehen müssen.
