Flexible Fertigung geringerer Stückzahlen

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Hochautomatisierter, digitalisierter und transparenter Prozess

Denn schließlich lassen sich die Maschinen hochautomatisiert betreiben. Dafür ist nicht nur die Steuerung smart, sondern die komplette Maschine, das heißt: Sie ist mit sämtlichen Schnittstellen ausgerüstet, um digital in einen Fabrikverbund integriert zu werden. So wird die 2Plus etwa auch die In-Cloud-Anbindung in die Mindsphere über die „Mind-App Manage My Machines“ von Siemens ermöglichen und auf der EMO Hannover 2017 erstmals in dieser Form von Anger präsentiert. Dafür werden sämtliche Informationen über den Prozess zur Verfügung gestellt: Sowohl das Werkstück via QR-Code als auch das richtige Spannmittel und Werkzeug mittels RFID-Chip sind eindeutig identifizierbar. Ein Handlingsystem mit Roboter ist mit einer standardisierten Schnittstelle, dem ebenfalls RFID-markierten Endeffektor „Smartfix“, ausgerüstet, der zuerst die Spannvorrichtung und dann damit das Werkstück aufnimmt, sodass er der Maschine das Werkstück schon gespannt übergibt. „Mit der Querverknüpfung zum Leitrechner beim Anwender hat dieser zu jedem Zeitpunkt den Überblick, welche zwei Bauteile auf welchen Spannvorrichtungen gerade in Bearbeitung sind“, so Vrba. „Mit den Möglichkeiten der Automatisierung und Vernetzung von unseren Maschinen, Robotern, Produkten und Behältnissen eröffnen wir den Betreibern im Wesentlichen Kosten- und Zeitvorteile.“

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Ein beispielhaft skizzierter Prozess sieht dann so aus: Das Rohteil wird aus dem Blister gegriffen und in den Prozess gebracht, an der Lesestation mit einem QR-Code beschriftet und damit logistisch zum Leben erweckt. Der Roboter nimmt sich den gemäß Leitrechneranforderung definierten Smartfix aus dem Regal, prüft mittels RFID-Chip, dass es wirklich der richtige ist, greift damit – da der Smartfix die Roboterhand ersetzt – das Werkstück, spannt es dabei bereits und übergibt es einem Shuttle, das es in die Maschine fährt. Nach der Bearbeitung nimmt der Roboter wiederum den Endeffektor mit dem fertigen Werkstück aus dem Shuttle, meldet es über den QR-Code als bearbeitet zurück und gibt es an die nächste Bearbeitungsposition oder für den nächsten Prozessschritt ab. Anschließend holt sich der Smartfix dann die Ressourcen, die für die nächste Bearbeitung erforderlich sind. Der komplette Prozess ist jederzeit transparent. Auch unterschiedliche Spannlagen eines Werkstücks in derselben Maschine können zwischen- erfasst und abgebildet werden. Auf diese Weise automatisiert, ist typischerweise nur ein Mitarbeiter notwendig, um vier bis sechs Anger-Maschinen zu bedienen beziehungsweise zu überwachen (Bild 3). Die Roboter selbst lassen sich voll in die Sinumerik 840D sl integrieren, also auch direkt bedienen und programmieren.

Zwei auf einen Streich – Geringe Span-zu-Span-Zeit durch Pendelbetrieb

Durch den Pendelbetrieb zwischen rechtem und linkem Doppel-Werkzeugwechsler erreicht die 2Plus eine extrem geringe Span-zu-Span-Zeit von etwa einer Sekunde zwischen den Bearbeitungsschritten. Denn mit diesem speziellen Maschinenkonzept liegt zeitlich nicht ein Werkzeugwechsel zwischen zwei Bearbeitungsschritten, sondern lediglich der Verfahrweg von einem Werkzeug zum anderen. Solch rekordverdächtige Werte lassen sich nur erzeugen, wenn sämtliche Komponenten ihren Teil dazu beitragen und perfekt aufeinander abgestimmt sind. Unter anderem kommen Siemens-Weiss-Spindeln der ECS-Baureihe zum Einsatz, die mit dem Spindel-Sensor-Modul SMI 24 ausgerüstet sind (Bild 4).

Kombiniert mit der Sinumerik 840D sl lassen sich die Werkzeugwechselzeiten so um bis zu 25 % reduzieren, weil Signale digital und ohne jegliche Verzögerung am Antrieb ankommen. Diese Spindeln wurden von Anger aufgrund eines Benchmarks ausgewählt, bei dem sowohl technische als auch operative Kriterien berücksichtigt und sowohl europäische als auch asiatische Spindelhersteller betrachtet wurden. „Unsere Entscheidung fiel klar und deutlich aus: Die Siemens-Weiss-Spindeln haben bei bestem Preis-Leistungs-Verhältnis unsere sämtlichen Anforderungen erfüllt“, erklärt Dirnberger. „In der Maschine können wir damit Mindermengenschmierung mit veränderlichen Kühlmitteldrücken einsetzen. Und für unsere Montage können wir für ein und dieselbe Maschine unterschiedliche Versionen abrufen, und zwar durch einen Rahmenvertrag mit einer durchschnittlichen Lieferzeit von sechs Wochen.“ Der erste Spindeltausch wurde kürzlich durchgeführt und ist sehr einfach und völlig problemlos über die Bühne gegangen.

Neues Konzept verbindet alte mit neuen Vorteilen

Die 2Plus mit ihrem neuen Konzept entfaltet ihre Vorteile insbesondere für Betreiber, die unterschiedliche Bauteile produzieren müssen, deren Menge, Losgröße und Zeitpunkt des Abrufs ungewiss ist. Anger hat dafür ein durchdachtes Maschinenkonzept entwickelt, das Nebenzeiten nahe null ermöglicht, und es mit verlässlicher Steuerungs- und Antriebstechnik ausgestattet.

Motorspindel

Das Herz der Maschine unter Kontrolle

* Rudolf Wallner ist Ingenieur bei Siemens, Geschäftsbereich RC-AT DF MC MTS, in Wien, Tel. (00 43-5) 17 07-8 36 37, rudolf.wallner@siemens.com, www.siemens.com, www.anger-machining.com

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