Effiziente Fertigung Flexible Automation in der Fertigung

Redakteur: Anne Richter

Automatisierung ist oftmals entscheidend für eine wirtschaftliche Fertigung in der Schweiz. Hedelius hat sich damit beschäftigt, entstanden sind Automationslösungen verschiedener Hersteller an den 5-Achs-Bearbeitungszentren mit Dreh-Schwenktisch der Baureihe Acura.

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Das Hochleistungs-Bearbeitungszentrum Acura 65 in der Ausführung EL mit der Palettenspeicheranlage Marathon aus dem Hause Hedelius.
Das Hochleistungs-Bearbeitungszentrum Acura 65 in der Ausführung EL mit der Palettenspeicheranlage Marathon aus dem Hause Hedelius.
(Bild: Hedelius)

Mehr Produktivität, höhere Liefertreue, entlastete Mitarbeiter: Es gibt viele gute Gründe für die Automatisierung der Fertigung. Ideal automatisieren lassen sich die 5-Achs-Bearbeitungszentren der Acura-EL-Baureihe. Das Kürzel EL steht für «Externe Lademöglichkeit» und beschreibt die Vorbereitung der Maschine, um von der Seite Paletten oder Werkstücke in den Arbeitsraum einladen zu können. Die pneumatisch betätigte Edelstahltür dieser 5-Achs-​Bearbeitungszentren ermöglicht eine automatische Beladung mit Paletten, ohne dabei den Zugang zum Maschinenarbeitsraum einzuschränken. Das Acura-Konzept mit seitlicher Beladung ermöglicht die Automation einer Acura 50 EL und einer Acura 65 EL mit einem Palettenspeicher oder einer Roboterzelle.

Bei vollen Auftragsbüchern laufen beide Maschinen automatisiert rund um die Uhr. Wenn neue Teile eingefahren werden müssen, läuft eine Maschine automatisiert durch, auf der zweiten Maschine können die Teile in Ruhe eingefahren werden. Auch wenn der Kunde schnell ein Einzelteil benötigt, besteht kein Problem. Eine Maschine läuft automatisiert weiter, auf der zweiten Maschine kann das Bauteil gefertigt werden. Da immer mindestens eine Maschine automatisiert läuft, wird die volle Leistungsfähigkeit einer Automation optimal ausgenutzt. Gut gelöst ist auch die gestufte Investitionsmöglichkeit. Zu Beginn wird z. B. ein Bearbeitungszentrum plus Automation angeschafft. Sobald die Aufträge mehr werden, ergänzt man die Anlage mit einem zweiten Bearbeitungszentrum. Platzbedarf und Investitionsumfang liegen dabei deutlich unter denen einer klassischen Linearverkettung.

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Acura-Modelle für eine flexible Automation der Fertigung

Acura 50 EL – die «NEUE» unter der Baureihe: Die Acura 50 EL ist seit kurzem auf dem Markt. Die Kleinste der Acura-Baureihe bietet mehr Präzision auf weniger Stellfläche. Die konstant geführte Y-Achse in Verbindung mit den massiv verrippten Vorschubschlitten aus Grauguss vermindern Vibrationen. Der Dreh-Schwenktisch ist beidseitig gelagert und die Z-Achse ist speziell gegen Wärmeverzug geschützt. Diese und viele weitere Details erhöhen die Qualität der Bearbeitung, gleichzeitig fallen die Abmessungen des 5-Achs-Bearbeitungszentrums durch die besondere Bauweise äusserst gering aus. Und das alles mit Verfahrwegen von 500 x 550 x 550 mm (x/y/z) und einer Aufspannfläche von Ø 500 x 430 mm.

Acura 65 EL: Das Hochleistungs-Bearbeitungszentrum Acura 65 überzeugt überall da, wo Werkstücke von mehreren Seiten mit hoher Präzision und auf engstem Raum gefertigt werden müssen. Dank der geringen Bautiefe und einer niedrigen Bauhöhe ist die 5-Achs-Fräsmaschine in so gut wie jede Werkshalle integrierbar. Durch das umfangreiche Zubehör kann die Maschine an viele Bearbeitungsaufgaben angepasst werden. Die Acura 65 EL verfügt über einen Verfahrweg von 700 x 650 x 600 mm (x/y/z) und eine Aufspannfläche von Ø 650 x 540 mm.

Acura 85 EL: Der beidseitig gelagerte Dreh-​Schwenktisch und das besondere Fahrständerkonzept der 5-Achs-Fräsmaschine sind Garanten für die Stabilität der Maschine. Mit Verfahrwegen von 900 x 850 x 700 mm (x/y/z), der Aufspannfläche von Ø 850 x 750 mm und einem zulässigen Aufspanngewicht von 1000 kg ist die Acura 85 auch für die Zerspanung grosser und schwerer Teile, insbesondere im Werkzeug- und Formenbau, ausgelegt.

Automationskonzept: Eine Automation wird bei Hedelius seitlich an die Maschine angebaut. Durch die seitliche Beladung bleibt der Zugang zum Arbeitsraum für Einricht- und Kontrollarbeiten, aber auch z. B. für eine Einzelteilfertigung in der Tagschicht voll erhalten. Selbst eine Kranbeladung der Maschine ist uneingeschränkt möglich. Ein weiterer Vorteil (abhängig von der gewählten Automation) ist die Einsehbarkeit des Arbeitsraumes und damit eine optimierte Prozesskontrolle während des Rüstens an der Automation. Gleichzeitig benötigt diese Lösung wenig Tiefe und lässt sich leicht in eine bestehende Fertigung integrieren.

Automatisierungsmöglichkeiten für Mehrwert in der Fertigung:

Palettenautomation Marathon, Indumatik, Erowa: Wenn Einzelteile als Wiederholteile oder kleine bis mittlere Serien gefertigt werden müssen, bietet sich die Verwendung einer Automationslösung mit Paletten an. Die Palette bietet den Vorteil, hauptzeitparallel ein neues Werkstück aufzuspannen oder die Vorrichtung umzubauen. Der Palettenvorrat kann dabei mehrere Dutzend Paletten betragen und richtet sich nach der durchschnittlichen Werkstücklaufzeit und der gewünschten mannarmen Gesamtlaufzeit.

Schnittstellen für Drittanbieter: Für die elektrische Anbindung an eine Automation stehen vorkonfigurierte Standard-Schnittstellen z. B. für Erowa, Indunorm oder Industrieroboter zur Auswahl. Das Konzept der Acura EL ist so ausgelegt, dass der Anwender die für seine Automationsaufgaben optimale Lösung am Markt aussucht und einfach an die Maschine anschliessen kann. Zur optimalen Auslegung der Automation stellt Hedelius dem Automatisierer 3D-Daten der Maschine zur Verfügung, um die Zugänglichkeit der Automation in den Arbeitsraum auf Störkonturen zu prüfen.

Automation direkt von Hedelius: Was bisher bereits bei den Bearbeitungszentren galt, wird auch bei der Automationslösung weitergeführt. Der Anwender steht bei Hedelius im Fokus. Daher sind die Hedelius-Automationslösungen wie die Palettenspeicheranlage Marathon P422 mit viel Liebe zum Detail entwickelt worden. Die Beladehöhe bis Palettenoberkante beträgt 965 mm, um dem Anwender das Rüsten zu vereinfachen. Zur Vereinfachung dient auch die serienmässige Ein-/Auslagerstation sowie die pneumatische Verriegelung der Palette auf der Ein-/Auslagerstation für ein besseres Spannen von Werkstücken. Auf der Ein-/Auslagerstation ist aus­serdem ein Abfragesensor integriert, der feststellt, ob sich dort bereits eine Palette befindet. So wird eine mögliche Fehlbedienung vermieden. Die Beladeöffnung lässt sich für eine Kranbeladung nach hinten verschieben und gibt den Rüstplatz somit vollständig frei.

Werkstückautomation BMO: Roboterzellen beladen schnell und präzise Werkzeugmaschinen mit Rohteilen und entnehmen anschliessend die bearbeiteten Teile. Dank ausgereifter Benutzeroberflächen werden keine Programmierkenntnisse mehr benötigt, sodass auch das Umrüsten komfortabel und schnell erfolgen kann. Dadurch werden Roboterzellen auch bei kleineren Losgrössen wirtschaftlich. Neben dem reinen Werkstückhandling können moderne Roboterzellen auch zusätzlich Werkstückpaletten wechseln. Hierdurch wird die Flexibilität in der Klein- und Mittelserienfertigung gesteigert. Für eine vereinfachte Inbetriebnahme bietet Hedelius standardisierte Schnittstellen zu unterschiedlichen Lösungen an.

Werkzeugautomation: Das Standby-Magazin rationalisiert den Fertigungsablauf. Ein wesentlicher Faktor in der täglichen Fertigung ist die Bereitstellung der richtigen Werkzeuge. Das Suchen der Werkzeuge, das Einmessen, der Transport und die Magazinbestückung binden wertvolle Kapazitäten und summieren sich über das Jahr gerechnet auf mehrere hundert Arbeitsstunden. Durch das 180-fach-Standby-Magazin mit integrierter Kegelreinigungsstation werden die Zeiten für den Werkzeugwechsel massiv reduziert, denn zeitaufwändige Werkzeugwechsel von Hand entfallen. Über ein drehbar gelagertes Hubgerüst mit Greifer werden die Werkzeuge aus dem Standby-Magazin entnommen und in das Werkzeugmagazin des Bearbeitungszentrums eingesetzt. Die Wechselzeit beträgt nur wenige Sekunden. -ari- SMM

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