Automatisierung von Chiron-CNC-Maschinen

Flexible Palettenzuführung

„Bei Chiron geht der Trend stark in Richtung automatisierter Werkzeugmaschinen“, sagt Abteilungsleiter Thomas Marquardt im Gespräch mit ROBOTIK UND PRODUKTION. Diese Stoßrichtung unterstreicht der Maschinenbauer mit einer eigenen Abteilung und einem wachsenden Automatisierungsangebot. Jüngstes Beispiel ist die neue Palettenlösung für Bearbeitungszentren der Baureihe 16, die auf der EMO vorgestellt wird.

Die neue Lösung VaiocellPallet für die Palettenautomation wird auf der EMO vorgestellt. (Bild: Chiron Werke GmbH & Co. KG)

Am Stammsitz von Chiron in Tuttlingen kümmern sich als Teil des Geschäftsbereichs Applikation mittlerweile 25 Mitarbeiter um Automatisierungslösungen und -projekte. „Hier arbeiten Mechanik- und Elektrokonstrukteure sowie Software-Spezialisten für die SPS- und Robotersteuerungsprogramme eng zusammen“, charakterisiert Thomas Marquardt, Leiter der Abteilung Automation bei Chiron, sein Team.

Thomas Marquardt leitet die Abteilung Automation beim Werkzeugmaschinenbauer Chiron. (Bild: TeDo Verlag GmbH)

Gut zehn Jahre Erfahrung

„Angefangen hat alles 2008 mit drei Mitarbeitern und der VariocellUno – unserem heutigen Standardprodukt“, fährt Marquardt fort. Diese Roboterzelle gibt es mittlerweile in verschiedenen Ausprägungsstufen: Im Standard als Palettiersystem für die CNC-Baureihen 8, 12 und 15 sowie für Paletten mit 400×300 oder 600x400mm. „Das ist im Automatisierungsbereich unser Highrunner, von dem wir rund 50 Stück im Jahr verkaufen.“ Daneben gibt es auch Varianten mit Vibrationsförderer oder Werkstückträgerband, sowie optional integriertem Vision-System oder Mess- bzw. Markierstationen.

Flexible Anlagenkonzepte

Weitere Möglichkeiten zur Automation bietet Chiron mit VariocellSystem, mit dem sich auch mehrere Maschinen im Verbund oder eine komplette Anlage automatisieren lassen. Eine entsprechende, stets kundenspezifische Lösung kann auch zusätzliche Prozessschritte umfassen, etwa solche, die in der eigentlichen Zelle keinen Platz finden (z.B Bauteilreinigung, Qualitätskontrolle oder den Wechsel verschiedener Werkzeuge). Großteils verbaut Chiron hier Roboter aus dem Hause Fanuc, aber auch Projekte mit Kuka- und ABB-Kinematiken wurden bereits realisiert.

Steuerung und Kommunikation

Außerdem entwickelt Chiron aktuell die Zellensteuerung CellLine. Sie ist WinCC-basiert und ermöglicht einen komfortablen Zugriff auf alle Stationen der Anlage über touchbasierte HMIs – egal ob vom Kunden ein vollwertiger IPC, ein kompaktes WindowsCE-basiertes HMI oder ein mobiles Panel gewünscht wird. Neben Setup- und Diagnosefunktionen kann die Steuerung auch mit einer modernen Auftragsverwaltung ausgestattet werden. Das Angebot umfasst darüber hinaus eine internetfähige Variante für Remote-Zugriff über die Cloud. In der Steuerungstopologie der automatisierten Anlage bildet die CellLine das Herzstück. Sie kommuniziert über die jeweiligen Busprotokolle mit den Robotern, den Maschinen und weiteren Anlagenteilen. Alles zusammen wird dann über das jeweilige HMI visualisiert. Um die Inbetriebnahme so schnell und einfach wie möglich zu machen, ist die Kommunikationsschnittstelle zwischen Maschine und Automation bei Chiron standardisiert. „Damit liegen wir am Puls der Zeit“, betont Marquardt, denn auch um die Maschine herum würden sich zunehmend offene Standards durchsetzen. „Der nächste Schritt der Branche wird hier sicherlich in Richtung OPC UA gehen.“

Trend zur Automation

Parallel wird das Thema Modularisierung immer wichtiger für die Automatisierung und den Anlagenbau. Deswegen fließen die realisierten Software-Funktionen bei Chiron in eine umfangreiche Bibliothek ein, aus der sie nach Möglichkeit für spätere Projekte wiederverwendet werden. Auch ein Baukasten an Hardware-Modulen befindet sich im Aufbau. „Vielen Kunden ist es schon sehr wichtig, alles aus einer Hand zu bekommen – ein Lieferant, ein Ansprechpartner“, nennt der Abteilungsleiter den Hauptgrund für das Automatisierungsengagement im eigenen Haus. Wichtige Aspekte seien aber auch die abgestimmten Schnittstellen oder die Zertifizierung der Gesamtanlage. „Ein großer Teil unserer Automatisierungslösungen laufen dann über Wochen, Monate oder sogar Jahre ohne große Veränderung. Laut Marquardt gibt es aber auch einen spürbaren Trend in Richtung kleinerer Losgrößen auf dem Markt. In diese Richtung zielt Chiron mit seiner neuesten Automatisierungslösung.

Lösung für Paletten-Handling

„Für unsere neue Baureihe 16, die wir 2018 erstmals auf der AMB gezeigt haben folgt jetzt zur EMO die Lösung VaiocellPallet. Sie ist allerdings nicht für das Werkstück-Handling, sondern – wie der Name schon sagt – für die Palettenautomation konzipiert“, erklärt der Abteilungsleiter. Kundenanforderungen aus der Automobilindustrie und der Werkzeugherstellung hätten den Grundstein für die neue Lösung gelegt. Sie ermöglicht es, verschiedene Rohteile auf einem Rundtakttisch mit bis zu zehn vorgefertigten Paletten aufzuspannen. Das Handling-System führt Rohteil für Rohteil sukzessive dem Bearbeitungszentrum zu und entnimmt die Werkstücke anschließend wieder. Dabei lässt sich die Palettenautomation bei Bedarf ganzheitlich von der Maschine abkoppeln und in unterschiedliche Richtungen verschieben – z.B. für Wartungszwecke. Auch ein flexibler Wechsel zwischen automatischer und händischer Be- und Entladung ist auf diese Weise problemlos möglich. „Manche Kunden bestücken Ihre Maschinen tagsüber manuell, während die Maschine nachts mannlos versorgt wird“, so Marquardt. Besucher der EMO können die neue FZ 16 S Five Axis mit VariocellPallet live in Augenschein nehmen.

Automation per Retrofit

Auch eine Nachrüstung bestehender Chiron-Werkzeugmaschinen sei gut möglich. „Die Automation gewinnt branchenübergreifend an Stellenwert, weshalb das Nachrüsten für viele Kunden als attraktive Option gilt, um zukunftsfähig zu bleiben“, führt Marquart weiter aus. „Aktuell machen solche Nachrüstprojekte bei uns rund zehn Prozent aus – Tendenz leicht steigend. Deswegen zeigen wir auf der Emo gemeinsam mit unserem Retrofit-Spezialist CMS am Beispiel eines überholten Bearbeitungszentrums, welche Vorteile den Anwender durch die Automatisierung erwarten – selbst wenn die Maschine bereits 15 Jahre alt ist oder mehr.“ (mby)