Bearbeitungszelle Zellenlösung sichert Serienbearbeitung

Redakteur: Mag. Victoria Sonnenberg

Für die Zerspanung großer Serien ist Schnelligkeit und im Idealfall Automatisierung gefragt. Dienstleister Schwab setzt hierfür auf eine Zellenlösung mit 3-Achs-Bearbeitungszentren und einem Roboter.

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Vorderseitenbearbeitung mit der Brother Speedio S 1000 X1: Auf dem Lehmann CNC-Drehtisch EA-520 ist eine Vierfach-Spannvorrichtung montiert, in die der Motoman-Roboter Rohteile einlegt und bearbeitet wieder entnimmt.
Vorderseitenbearbeitung mit der Brother Speedio S 1000 X1: Auf dem Lehmann CNC-Drehtisch EA-520 ist eine Vierfach-Spannvorrichtung montiert, in die der Motoman-Roboter Rohteile einlegt und bearbeitet wieder entnimmt.
(Bild: EGS)

Schwab CNC Metallbearbeitung fertigt Fräs- und Drehteile für diverse Branchen. Ein typisches Werkstück ist ein Gehäusebauteil aus Magnesium für ein adaptives Lenksystem in Kraftfahrzeugen. Schon seit längerer Zeit gehört es bei Schwab zu den immer wieder vom Kunden abgerufenen Produkten. Die Stückzahlerhöhung auf eine Jahresausbringung von bis zu 250.000 Teilen war im Jahr 2019 der Auslöser dafür, diese Bearbeitung zu automatisieren. Eine Aufgabe, die Schwab der EGS Automatisierungstechnik GmbH aus Donaueschingen im Schwarzwald-Baar-Kreis übertrug.

Ausgangspunkt für den Automatisierungsprozess war das bereits vorhandene Bearbeitungszentrum Brother Speedio S 1000 X1, das bei der W&R Industrievertretung GmbH erworben wurde. W&R ist ein Systemhaus, das individuelle Produktionssysteme inklusive Prozess, Maschine, Steuerung, Automation und Service anbietet.

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Unter anderem vertreibt W&R Bearbeitungszentren von Brother – inklusive der vom Kunden gewünschten individuellen Anpassung. Eine solche ließen die beiden Schwab-Geschäftsführer nachträglich vornehmen: Die Speedio S 1000 X1 erhielt 2017 eine zusätzliche vierte CNC-Achse.

Selbst entwickelte Spannvorrichtung kann parallel vier Bauteile aufnehmen

EGS entwickelte eine Fertigungszelle, in der die Bearbeitung der beiden Werkstückseiten nacheinander auf zwei Maschinen erfolgt. Bei der ersten, der Brother Speedio S 1000 X1, ist auf dem Lehmann-Drehtisch EA-520 eine von Schwab selbst entwickelte Spannvorrichtung montiert, die parallel vier Bauteile aufnehmen kann. Rund sechs Minuten dauert hier der Zyklus von Fertigung und Werkstückwechsel für alle vier Teile. Damit gibt die Maschine den Takt für die gesamte Automatisierung vor.

Direkt nachdem die Bearbeitung auf der Speedio S 1000 X1 beendet ist, entnimmt der Roboter die vier halbfertigen Werkstücke und legt neue Rohteile ein. Die Halbfertigteile legt er auf eine kombinierte Ablage- und Wendestation mit vier Werkstückaufnahmen, von wo er sie gewendet zur Beladung der zweiten Maschine wieder entnimmt. Dort findet dann die Rückseitenbearbeitung der Werkstücke statt.

Auch diese, extra für die Fertigungszelle angeschaffte Brother Speedio S 700 X1 ist mit einer zusätzlichen vierten CNC-Achse ausgestattet, einem Drehtisch EA-510 von pL Lehmann.

Viele unserer Kunden setzen auf Mehrseitenbearbeitung, da sie dadurch nicht mehrmalig Umspannen müssen. So lassen sich Nebenzeiten einsparen und Umspannfehler vermeiden. Mit einer zusätzlichen vierten beziehungsweise fünften Achse auf unseren schnellen dreiachsigen Brother-Maschinen sind solche Bearbeitungen oft noch produktiver und wirtschaftlicher zu erledigen, als mit kompletten 5-Achs-Maschinen.

Jürgen Reimer, Geschäftsführer W&R

Da die Zerspanungsaufgaben an der Rückseite weitaus weniger umfangreich sind als die an der Vorderseite, werden hier die Teile einzeln aufgespannt und mit Highspeed abgearbeitet. Dafür ist die etwas kleinere Brother Speedio vom Typ S 700 X1 ideal geeignet, die durch eine maximale Beschleunigung von 2,2 g in der Z-Achse und jeweils 2 g in X- und Y-Achse Sprintqualitäten zeigt.

Wie bei der Speedio S 1000 X1 erfolgt auch bei der Speedio S 700 X1 die automatische Beladung seitlich durch eine spezielle, von W&R nachgerüstete Luke, die in den Sicherheitskreis der Maschine und der Roboterzelle eingebunden ist. Für diese Aufgabe wählten die EGS-Anlagenentwickler den sechsachsigen Industrieroboter Motoman GP25 von Yaskawa. Er verfügt sowohl über die erforderliche Reichweite, um an alle Positionen auf den Vorrichtungen zu gelangen, als auch über die notwendige Präzision fürs Handhaben und Einlegen der Teile sowie die gewünschte hohe Verfahrgeschwindigkeit.

Zwölf autonome Fertigungsstunden

Mit den Kernelementen Brother BAZ inklusive Lehmann-CNC-Drehtisch, Yaskawa-Roboter und einem Palettensystem mit einer Speicherkapazität für 480 Roh- und Fertigteile konnte EGS Automatisierungstechnik alle Wünsche von Schwab CNC Metallbearbeitung erfüllen. So erlaubt die Anlage zwölf autonome Fertigungsstunden. Für Rüstvorgänge und Anlaufteile ist der Bearbeitungsraum der Maschinen auch weiterhin händisch zugänglich. Die Erfahrung von Rainer und Markus Schwab: „Mit unserer automatisierten Fertigungszelle erreichen wir eine deutlich gesteigerte Produktivität, die sich gerade bei den hohen Stückzahlen auszahlt.“