Aus klein mach groß

Cutmetall produziert als OEM mit rund 40 Mitarbeitern Verschleiß- und Ersatzteile für die Recyclingindustrie. „Wir stellen Lose von 1 bis 20.000 her, wobei sich die durchschnittlichen Losgrößen jedoch zwischen 20 und 200 Stück bewegen“, sagt Geschäftsführer Florian Fischer. „Wir haben zwölf CNC-Maschinen, ein Sägezentrum und drei Roboter zum Be- und Entladen von Maschinen. Für viele ist das vielleicht schon High-end, für mich nicht. Hier findet im Sinne von Lean-Manufacturing nicht genügend Differenzierung zwischen Wertschöpfung und Verschwendung statt. Es geht bei der Automatisierung nicht darum, irgendetwas am Laufen zu halten, sondern möglichst viele Spindelstunden zu erzielen, denn damit verdienen wir unser Geld.“ Die Verfügbarkeit von qualifizierten Mitarbeitern sei der stärkste Engpass in seinem Unternehmen so Fischer. „Wir haben überdies viel zu wenig Anlagen, die rund um die Uhr produzieren können und hatten außerdem bislang keine einzige Horizontal-Fräsmaschine. Bereits an vertikalen Fräsmaschinen ist die Späneabfuhr der größte Flaschenhals, sodass nicht rund um die Uhr automatisiert produziert werden kann, zumal uns bis dato auch genügend große Werkzeugspeicher fehlten.“

Um die Situation zu verändern wurde das Projekt gestartet, auch im Hinblick auf eine zukünftig geplante ehrgeizige Automatisierung mit einem Multilevel-System (MLS) von Fastems zur Verkettung von mehreren CNC-Maschinen in einem flexiblen Fertigungssystem. Das Ziel: Mit einer überschaubaren Lösung binnen kürzester Zeit möglichst viele wertvolle Erfahrungen zur Automatisierung zu sammeln.

Standards bilden Basis

Flankierend hierzu entschloss sich Cutmetall Recycling Tools Germany nach entsprechender Vorplanung zur konsequenten Einführung mehrerer Produktionsstandards. So soll zukünftig nur noch in Werkzeugmaschinen mit der Steuerung eines Herstellers und Palettenwechsler sowie einheitlichem Spannfutter investiert werden. In der Produktion kommen nur noch horizontale Fräsmaschinen mit automatisierter Späneabfuhr zum Einsatz. Die Standardisierung reicht bis hin zur automatisierten Aufbereitung des Kühl-/Schmiermittels für die Maschinen, um die Prozesse so stabil wie möglich zu halten. Fischer beschreibt die zentralen Ziele: „Das gesamte Rüsten, Umrüsten und das gesamte Werkzeug- sowie Spänemanagement soll ausschließlich hauptzeitparallel erfolgen.“

Sportliche Ziele

Im September 2022 hatte Fischer während der AMB erstmals Kontakt zum Maschinenbauer Heller und sah dort das horizontale Fünfachs-Bearbeitungszentrum HF 5500. Auf dem Stand von Fastems fand er mit einem Flexible Pallet Tower (FPT) schließlich die passende Automatisierung. Überzeugt hat vor allem das platzsparende Konzept des FPT-1000, das es ermöglicht, eine Vielzahl an Paletten auf kleinem Raum für die Automatisierung einer Werkzeugmaschine bereitzustellen. Der FPT-1000 ist für Nutzlasten bis 1.000kg (inkl. Palette) und Palettengrößen von 500×500 bis 630x630mm ausgelegt. Auf einer Stellfläche von nur 19m² kann der FPT insgesamt zwölf bis 24 Paletten in zwei unterschiedlichen Höhen aufnehmen und ermöglicht damit eine hochproduktive auftragsbezogene Fertigung mit nur einer CNC-Maschine.

Entscheidend ist hierbei aus Sicht von Fischer die Gesamtheit der Lösung, weil Maschine, Werkzeugvoreinstellung und Automatisierung zusammengeführt werden müssen. „Insbesondere die Software-Schnittstellen-Thematik zwischen diesen drei Gewerken ist für mich daher von zentraler Bedeutung, wobei die MMS von Fastems im Grunde das Entscheidungspendel in Richtung des FPT gelenkt hat.“ Die Manufacturing Management Software (MMS) von Fastems prüft vor jedem Auftrag die hierfür notwendigen Ressourcen und startet die Fertigung erst, wenn diese bereitstehen, bspw. Rohmaterial, NC-Programme, Werkzeuge inklusive Prüfung der Werkzeugstandzeiten, Vorrichtungen, etc. Hierdurch werden auch die Workpieces in Process, also die Teile, die bislang normalerweise bis zum nächsten Bearbeitungsschritt in der Halle herumstanden, deutlich geringer.“

Zentrales Management

Einmal in der MMS hinterlegte Stammdaten für Aufträge lassen sich bei Wiederholaufträgen sofort abrufen, sodass die Produktion unmittelbar gestartet werden kann. Die MMS übernimmt in diesem Zusammenhang das vollständige Werkzeugmanagement und erteilt die entsprechenden Aufträge auch an die Werkzeugvoreinstellung. Momentan werden die Aufträge noch manuell in die Steuerung eingegeben. Mit Blick auf weitere Automatisierungsprojekte und der damit verbundenen Anbindung der MMS an das ERP-System haben die rund 20 Mitarbeiter im Projektteam aber schon jetzt Gelegenheit, sich mit der Software und deren Potenzialen vertraut machen.

Fertigteile im stetigen Fluss

Im FPT-1000 des Unternehmens sind derzeit insgesamt 18 Paletten mit unterschiedlichen Höhen. Die Vorrichtungen für die Werkstückaufspannungen befinden sich alle auf den Maschinenpaletten und verbleiben auch dort. In der Regel sind immer die gleichen Werkstücke bzw. Bauteile auf einer Palette. Für die Mehrseitenbearbeitung werden die Werkstücke nach OP10 für OP20 auf derselben Palette umgespannt. Die Bearbeitungszeiten pro Palette bewegen sich hierbei zwischen 30 und 90 Minuten. Produziert wird in zwei Schichten täglich, wobei das automatisierte System zusätzlich unbemannt in einer Nachschicht läuft. „Da die Späneabfuhr in solchen Zeiten das größte Problem darstellt, werden wir zukünftig die Späne aller Maschinen automatisch in eine große zentrale Containermulde transportieren“, meint Fischer.