Wie technologieübergreifende Vernetzung Prozesse optimiert

Sprick Technologies in Paderborn, mittelständischer Hersteller von Präzisionsbauteilen, investiert in eine Röders-Fertigungszelle mit Linearhandling. In diese Fertigungszelle sollen neben Hart- und Weichfräs-, Koordinatenschleif- und Messtechnik weitere Technologien wie Draht- und Senkerodieren integriert werden.

Die Hersteller von Präzisionsteilen in kleinen Stückzahlen spüren zunehmenden Wettbewerbsdruck besonders aus Fernost. Zu ihren Handicaps zählt etwa die herkömmliche Fertigungsorganisation, die zumeist aus einzelnen, nicht verketteten Einzelanlagen besteht, zwischen denen der Teiletransport manuell abgewickelt wird. „Um unsere Zukunft zu sichern, müssen wir Kosten und Durchlaufzeiten reduzieren“, erklärt Detlef Schultes, Technischer Leiter bei Sprick Technologies in Paderborn. Die Fertigung erfolgte bisher in der üblichen Weise zweischichtig auf Einzelmaschinen. Zwischen den Stationen wurden die Werkstücke vermessen, umgerüstet und manuell transportiert.

Diese Arbeitsweise führte zu einer starken Abhängigkeit von der direkten Personalverfügbarkeit. Zudem blieben die Maschinen in der dritten Schicht oder an arbeitsfreien Tagen ungenutzt. Die Auslastung der Anlagen erreichte nur etwa 35 Prozent, und die langen Liegezeiten waren wirtschaftlich nicht mehr tragbar.

In einer neu gebauten, komplett klimatisierten Halle wurde eine erste Keimzelle der künftigen vollautomatisch verketteten Produktionslinie installiert. Das neue Konzept kommt mit deutlich weniger Maschinen und Stellfläche aus als bisher und soll eine Verbesserung der Anlagenauslastung auf 75 Prozent ermöglichen.

„Realisiert haben wir eine Komplettlösung von Röders, da uns deren Konzept voll überzeugt hat“, sagt Schultes. Die Zelle umfasst zwei 5-Achs-Fräsbearbeitungszentren RXP 601 DSH, ein Handlingsystem RCM von Röders für den Transport von Werkzeugen und palettierten Bauteilen sowie eine Koordinatenmessmaschine, die auch extern genutzt wird.

Fräsen und Schleifen in einer Maschine

Beide Röders-Maschinen eignen sich für die 5-Achs-Fräsbearbeitung genauso wie für das 5-Achs- Koordinatenschleifen, was die Experten überzeugte. Dank dieser Doppelfunktion werden weniger Maschinen als bisher benötigt, und die Bearbeitungsgänge können in ein und derselben Aufspannung erfolgen.

Zur Ausstattung des Handlingsystems gehört ein Speicher mit Platz für 370 Fräs- und Schleifwerkzeuge sowie für 54 auf UPC-Paletten aufgespannte Werkstücke. Das ebenfalls von Röders gelieferte Jobmanagement-System RMSMain empfängt seine Aufträge vom ERP-System Beosys und optimiert das Zusammenspiel der einzelnen Einheiten innerhalb der Insel. Die verwendeten NC Programme werden in hyperMill erstellt.

Die beiden Bearbeitungszentren sind für unterschiedliche Aufgabenschwerpunkte vorgesehen und erhielten deshalb jeweils hierfür ausgelegte Spindeln. Die für die Weichbearbeitung vorgesehene Maschine hat eine stärkere Spindel mit einer Maximaldrehzahl von 24.000 Umdrehungen pro Minute und einer HSK-63F Schnittstelle, während die zweite vor allem für die Hartbearbeitung sowie für das Koordinatenschleifen vorgesehene Anlage mit einer schnellen Spindel (HSK 40E, 42.000 Umdrehungen pro Minute) ausgerüstet wurde. Bei Werkstoffen wie Titan oder Aluminium kommen dabei häufig Schleifstifte mit CBN- oder Diamantkörnung zum Einsatz.

„Nach der Installation der Zelle im Mai 2018 folgte eine Hochlaufphase von lediglich einem halben Jahr, deutlich weniger als wir angenommen hatten“, erinnert sich Schultes. Als wesentlicher Punkt erwies sich vor allem die Umstellung der Arbeitsabläufe von der bisherigen manuellen Einzelmaschinen-Bedienung zum Inselbetrieb mit seinen vollautomatischen Abläufen.

Prozessoptimierung steigert Auslastung und reduziert Personalanteil

Früher rüstete der Bediener das Werkstück auf der Maschine ein, suchte sich die benötigten Werkzeuge heraus und speicherte diese in den internen Werkzeugwechsler ein. Anschließend wurde das Programm aufgerufen und der Prozess beobachtet. Nach dem Abschluss des Jobs wurde das Werkstück abgespannt und blieb bis zur Übergabe an die nächste Station liegen, um dort dann erneut aufgespannt zu werden. Dies führte zu geringer Maschinenauslastung bei einem zugleich hohen Personalanteil von rund 80 Prozent. Die sich addierenden Liegezeiten bedingten lange Durchlaufzeiten.

Beim neuen Konzept konzentrieren sich die Mitarbeiter dagegen auf die CAM-Programmierung und das externe Rüsten der Werkstücke, die dann hauptzeitparallel in die Zelle eingeschleust werden. Hinzu kommen die Steuerung der Zelle über den Jobmanager sowie die Werkzeugversorgung. Das Beobachten des Prozesses kann entfallen, da bei der verwendeten CAM-Software Kollisionen oder gar Crashs weitgehend vermieden werden können.

Mittlerweile erledigen die beiden Röders-Bearbeitungszentren ein Pensum, für das früher fünf Maschinen gebraucht wurden. Ihre Auslastung liegt nur noch knapp unter den angestrebten 75 Prozent bei einem Personalanteil in der Nähe von 50 Prozent. Noch in der Planung ist die Einbindung weiterer Anlagen wie Senk- und Drahterodiermaschinen sowie einer Rohteilidentifikation.

Quelle: Röders GmbH