Vollautomatisierung einfach gemacht

Hochproduktive Fertigung in mittleren Serien

Durch die hochpräzise Zerspanung in kleinen und mittleren Stückzahlen hat sich die Firma Alfred Reimer als Lohnfertiger in spezifischen Produktbereichen etabliert. Die Teilautomatisierung der Fertigung spielt hierbei schon seit längerem eine große Rolle. Mit der Investition in eine Roboterlösung für das automatische Be- und Entladen einer CNC-Hochleistungsdrehmaschine gelang dem Unternehmen kürzlich der Einstieg in die Vollautomation.

Zentraler Bestandteil der Automationslösung ist ein sechsachsiger Fanuc-Roboter, der über ein rotierendes Be- und Entladesystem als Werkstückpuffer die Maschine mit Teilen versorgt. (Bild: Halter CNC Automation B.V.)

Eine hochpräzise Fertigung in mittleren Serien mit hoher Automatisierung zu verknüpfen, ist keine leichte Aufgabe, aber dennoch für die Firma Alfred Reimer ein Thema: „Automatisierung wird mit Blick auf eine wirtschaftliche Produktion und damit auch der nachhaltigen Sicherung von Arbeitsplätzen immer wichtiger“, sagt Geschäftsführer Rainer Reimer. „Wir haben mittlerweile alle Drehzentren teilautomatisiert, so dass wir an diesen Maschinen mannarm arbeiten können. Unsere Präzisionsfertigung mit sehr engen Toleranzen lässt aber allein aus Gründen der prozesssicheren Qualität keine gänzlich unbemannte Produktion zu, da wir zwischendurch immer wieder messen und kontrollieren müssen. Andererseits wird Automatisierung immer einfacher, z.B. durch innovative Lösungen wie den Halter LoadAssistant Universal, mit dem wir erstmals über eine längere Zeit völlig unbemannt fertigen können.“

Die Firma Reimer hat den Halter LoadAssistant Universal gemeinsam mit einem CNC-Hochpräzisions-Drehzentrums angeschafft. (Bild: Halter CNC Automation B.V.)

Kapazitäten ausbauen anstatt verlagern

Angeschafft wurde die kompakte Automationslösung von Halter CNC Automation im Zusammenhang mit dem Neuerwerb eines Hochpräzisionsdrehzentrums. Aus Sicht des Geschäftsführers macht eine hohe Automatisierung nur dann Sinn, wenn ein Werkstück als Fertigteil aus der Maschine komme. „Da wir noch keine Anlage mit Gegenspindel hatten, fiel die Wahl auf eine Doosan Puma 2600Y mit angetriebenen Werkzeugen, die wir im Paket mit dem Halter LoadAssistant kauften.“ Mit dieser Investition sollte – anstatt die vorhandene Fertigung lediglich auf eine Automationslösung zu verlagern – auch die Produktionskapazität ausgebaut werden.

Auf der Rückseite des Automationssystems können nun die Fertigteile entnommen und kann das Automationssystem mit neuem Rohmaterial bestückt werden. (Bild: Halter CNC Automation B.V.)

Roboterlösung für die unbemannte Fertigung

Der Halter Loadassistant Universal ist eine flexible Lösung zum automatischen Be- und Entladen von CNC-Dreh- und Fräsmaschinen. Zentraler Bestandteil ist ein sechsachsiger Fanuc-Roboter, wahlweise mit einer Traglast von 10, 20 oder 35kg, der über ein rotierendes Be- und Entladesystem als Werkstückpuffer die Maschine mit Teilen versorgt. Für diesen Puffer stehen insgesamt sieben verschiedene Rasterplatten zur Aufnahme von Werkstücken mit Durchmessern von 10 bis 230mm zur Verfügung. „Wir benötigen in der Regel zwei Rasterplatten, vorwiegend aber die Platte zur Aufnahme von insgesamt 24 Werkstücken in den Dimensionen 23 bis 135 mm“, erklärt Reimer. „Zumeist handelt es sich dabei um Teile für Elektromotoren, z.B. Deckel, Lagerschilde oder -gehäuse.“ Bevorzugtes Material ist dabei Aluminium, da dieser Werkstoff kaum Werkzeugverschleiß verursacht und somit entsprechend hohe Werkzeugstandzeiten ermöglicht. Je nach Komplexität der Bauteile kommt die Maschine auf Bearbeitungszeiten zwischen 3 und 6min. Bei den längeren Bearbeitungszeiten ist daher mit dem LoadAssistant Universal und der Rasterplatte für 24 Werkstücke eine vollautomatisierte und somit unbemannte Fertigung über einen Zeitraum von über zwei Stunden möglich.

Effizientes Teile-Handling

mit Parallelgreifer

Zur Handhabung der Roh- und Fertigteile verfügt der Roboter des Automationssystems über einen Parallelgreifer. Zu Beginn der Produktion entnimmt der Roboter ein Rohteil aus der Rasterplatte und belädt die Maschine. Während der Zweiseitenbearbeitung des Werkstücks greift der Roboter ein weiteres Rohteil aus der Rasterplatte, um dieses für die nächste Beladung der Maschine bereitzustellen. Ist die Bearbeitung in der Maschine abgeschlossen, entnimmt der Roboter mit dem freien Greifer das Fertigteil aus dem Spannfutter, belädt die Maschine mit dem neuen Werkstück und legt anschließend das Fertigteil an seinen vorgesehenen Platz in der Rasterplatte. Ist ein kompletter Arbeitszyklus mit der Abarbeitung einer Seite der Rasterplatte abgeschlossen, wird der Be- und Entladetisch vom Roboter um 180° gedreht, sodass neue Rohteile für die Bearbeitung bereit stehen. Auf der Rückseite des Halter LoadAssistant können nun die Fertigteile entnommen und das Automationssystem mit neuem Rohmaterial bestückt werden.

Produktivität, Wirtschaftlichkeit

und Akzeptanz

Seit der Inbetriebnahme der CNC-Drehmaschine samt Automationslösung hat der Anwender eine Reihe an Erfahrungen gesammelt und zieht ein positives Fazit. „Durch die Automation konnten wir unsere Produktivität und nicht zuletzt Wirtschaftlichkeit steigern, denn immerhin sind wir mit dem System erstmals in der Lage, über längere Zeiträume völlig unbemannt zu produzieren“, bestätigt Rainer Reimer. So sei diese Lösung gut geeignet für die automatisierte Fertigung mittlerer Serien von 50 bis 1000 Teilen. Mitarbeiter, die ohne das Automationssystem die Maschine hätten manuell beschicken müssen, können nun in anderen Bereichen im Betrieb mit sinnvolleren Tätigkeiten betraut werden. Hinzu kommt, dass der Halter Loadassistant aufgrund einer intuitiven Robotersteuerung einfach zu bedienen ist, was die Akzeptanz für das System seitens der Belegschaft erhöht. Für die Firma Reimer markiert die Investition in eine Maschine plus flexibler Automation einen entscheidenden Schritt in die Zukunft: „Wir wollen unsere Kapazität und unser Teilespektrum, auch mit Blick auf andere Werkstückdimensionen, kontinuierlich ausbauen und in diesem Zusammenhang den Möglichkeiten der Automatisierung viel Aufmerksamkeit widmen. Denn wirtschaftlich fertigen und damit letztlich auch Arbeitsplätze sichern, geht nur mit Automation.“