FMB: Werkzeugmaschinen be- und entladen Flexibler Automationsbaukasten ideal für Kleinserien

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Vorteile des modular konfigurierbaren, einfach zu programmierenden Automationsbaukastens FMB Base sind hohe Flexibilität hinsichtlich der Prozesse – montieren, fügen, be- und entladen, nachbearbeiten, messen, stapeln, verpacken – und Mobilität für unterschiedliche Einsatzorte.

Kleine und mittlere Unternehmen fertigen meist eine Vielfalt unterschiedlicher Werkstücke als Einzelstücke und in kleinen Serien. Bei der zunehmend notwendigen Automa­tisierung stehen sie häufig vor unüberwindbaren Hürden. Übliche Automatisierungssysteme erweisen sich nur für grosse Serien als praktikabel und wirtschaftlich. Sie sind meist spezifisch auf Maschinen, Werkstücke und Prozesse hin konzipiert und nicht flexibel. Sie lassen sich nur zeit- und arbeitsaufwendig installieren und in Betrieb nehmen. Sie zu programmieren, einzurichten und im fortlaufenden Betrieb zu überwachen, erfordert speziell ausgebildetes Fachpersonal. Damit ist diese Art der Automatisierung allerdings für kleine und mittlere Fertigungsbetriebe, insbesondere Lohnfertiger, eher ungeeignet.

Flexibel, modular, einfach

Wesentlich besser können Fertigungsbetriebe eine grosse Vielfalt unterschiedlicher Prozesse mit dem von FMB verwirklichten Automationsbaukasten FMB Base automatisieren. Bei einem Lohnfertiger hat sich diese Automation bereits bestens bewährt. Er fertigt eine Vielzahl Werkstücke unterschiedlicher Werkstückfamilien in kleinen Serien. Insbesondere wegen des zunehmenden Mangels an Fachpersonal bewertet der Lohnfertiger den Automationsbaukasten FMB Base als äusserst vorteilhaft. Der modulare Aufbau und die Möglichkeit, eine Vielzahl an Funktionen zu konfigurieren und zu integrieren, minimieren die Investitionen und den Aufwand zum Installieren und Rüsten. Der Automationsbaukasten ist sehr einfach und bedienerfreundlich. Eine grosse Bandbreite an Prozessen, zum Beispiel zum Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen sowie zum Montieren, Fügen, Messen, Prüfen, Stapeln und Verpacken von Werkstücken, lässt sich einfach einrichten und rasch programmieren. Selbst ungelerntes Personal kann innerhalb kurzer Zeit die entsprechenden Funktionen einrichten. Dazu sagt Stephen Ackermann, Leiter Technik bei FMB in Faulbach: «Unser Automationsbaukasten FMB Base erfüllt rundum das Kriterium easy-to-use, also einfachste Programmierung und Bedienung.»

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Variabel einsetzbar

Wie der Geschäftsführer Vertrieb bei FMB, Dominik Diehl, ergänzt, ist der besondere Vorteil des Automationsbaukastens, dass er äusserst mobil ist. «Man kann FMB Base innerhalb kürzester Zeit an unterschiedlichen Einsatzorten in der Produktion einsetzen. Dazu verfügt das Basismodul über Rollen. So lässt es sich problemlos von nur einer Person an die entsprechenden Positionen bewegen», erläutert Dominik Diehl.

Beim Lohnfertiger wird der Automationsbaukasten vorwiegend zum Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen genutzt. Das Basismodul koppelt dabei über einen Bahnhof an die Maschinen. Dazu sagt Stephen Ackermann: «Den Bahnhof installieren wir mit spezifischen Energie- und Datenverbindungen an den jeweiligen Dreh- und Bearbeitungszentren. Beim Wechsel von einer Maschine zu einer anderen verbindet sich das Basismodul im Betrieb dann ganz einfach durch Heranfahren an den Bahnhof. Ohne weitere Rüstarbeiten erkennt die Steuerung, an welcher Maschine sie sich befindet und welche Daten sie mit der Maschine kommunizieren muss. Zudem wird der Automationsbaukasten mit elektrischer und pneumatischer Energie versorgt.» Somit ist die Investition in die Automation nicht an eine einzelne Maschine gebunden, sondern kann mobil für eine Vielzahl an Maschinen genutzt werden. Zudem ermöglicht sie, innerhalb kürzester Zeit den Zugang zu den automatisierten Maschinen wieder freizugeben, um beispielsweise Einzelstücke manuell einzulegen. Ebenso rasch ist die Automation wieder angekoppelt, damit die Werkzeugmaschine wiederum Bauteile in Serien komplett automatisiert fertigt.

Kompakte Basis enthält sämtliche Funktionen

Wie Stephen Ackermann berichtet, befinden sich sämtliche Steuerungsfunktionen und die Energieversorgung für die Mechanik im kompakten Basismodul. Der Kubus misst nur 900 × 900 × 925 mm. Darauf aufgebaut ist ein Roboterarm. Dominik Diehl hebt hervor: «Besonders einfach ist das Einrichten mit dem von uns primär genutzten modularen Roboter von Robco aus München. Grundsätzliche Abläufe, beispielsweise zum Be- und Entladen einer Werkzeugmaschine, sind in der Bedienoberfläche bereits angelegt. Unsere Bedienoberfläche ist zudem auf jedem mobilen, webfähigen Endgerät, also Smartphone, Tabletcomputer oder Laptop, einsetzbar. Das sorgt dafür, dass sogar ungelerntes Personal schnell mit den Funktionen vertraut ist und diese einrichten kann.» Als Option gibt es von FMB auch einen für die raue Werkstattumgebung tauglichen Industrie-Tablet-PC als Programmier- und Bedienpanel. Der Einrichter wählt lediglich am Touchscreen entsprechende Programmbausteine, beispielsweise das Entnehmen aus dem Futter einer Drehmaschine. Danach führt er den Greifer händisch, wie bei aktuellen Cobots üblich, an die Positionen. Wahlweise kann er auch klassisch im Teach-Modus den Roboter über das Bedienpanel bewegen. So gibt der Einrichter in mehreren Schritten sämtliche Arbeitsabläufe für die Automation vor – beispielsweise beim Be- und Entladen einer Werkzeugmaschine das Entnehmen, Ablegen, Aufnehmen und Einlegen der Bauteile. Am Touchscreen fügt er die Programmbausteine anschliessend zu einem kompletten Automationsprogramm zusammen. Stephen Ackermann betont: «Damit wird das Programmieren eines kompletten Automations­ablaufs zum Kinderspiel.» Wie Dominik Diehl hinzufügt, versteht und bewältigt das auch ungelerntes Personal innerhalb weniger Minuten. Abhängig von zu transportierenden Lasten und individuellen Wünschen können auf dem Basismodul Roboterarme einer Vielzahl unterschiedlicher Hersteller aufgebaut werden. Davon unberührt bleibt die einfache, intuitive Programmierung der Abläufe. Um unterschiedliche Rohlinge, Werkzeuge und Werkstücke aufzunehmen, wird der Roboterarm mit spezifischen Greifern ausgerüstet. Diese lassen sich über ein standardisiertes Schnellwechselsystem innerhalb kürzester Rüstzeit anbauen und wechseln. Der modular konfigurierbare Industrieroboter von Robco kann bis 2000 mm weit reichen und bis zu 20 kg schwere Lasten tragen.

Bauteilvorrat integriert

Das Basismodul bildet die Grundausstattung des Automationsbaukastens FMB Base. Es kann mit einer Vielzahl an Direkt-, Ergänzungs- und Funktionsmodulen modular für unterschiedliche Automationsprozesse ausgebaut werden. Beispielsweise zum Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen kann ein Direktmodul das Basismodul um eine Aufnahme für Rohlinge und fertig bearbeitete Werkstücke erweitern. Varianten für standardisierte Werkstückträger, -paletten oder -behälter und Ausführungen als schiefe Ebene mit werkstückspezifischen Kulissen stehen zur Verfügung. Als Option sind individuell konzipierte Werkstückträger und -behälter realisierbar. Beim Lohnfertiger ist der Automationsbaukasten FMB Base mit einer schiefen Ebene ausgestattet. Sie beansprucht nur wenig Stellfläche über das Basismodul hinaus. Mit entsprechend auf die Werkstücke abgestimmten Kulissen erweist sie sich als universell einsetzbar.

Modular ausbaufähig

Für höchste Flexibilität zum Automatisieren unterschiedlicher Prozesse – messen, prüfen, montieren, fügen, nachbearbeiten – hat der Hersteller FMB Erweiterungs- und Funktionsmodule vorgesehen. Diese lassen sich plug-and-play über eine standardisierte Schnittstelle an das Basismodul ankoppeln. Zum Beispiel ein 900 × 1100 × 925 mm messendes Erweiterungsmodul schafft zusätzliche Stellfläche. Darauf lassen sich unter anderem Werkstückträger positionieren. Sind zusätzliche Prozesse zu automatisieren, werden auf dem Erweiterungsmodul spezifische Funktionsmodule angeordnet, beispielsweise zum Messen, zum Entgraten, zum Reinigen oder zum Schleifen von Werkstücken. So können Produktionsbetriebe den Automationsbaukasten FMB Base zu einer umfassenden Automation ausbauen. Dazu erläutert Dominik Diehl: «Wir konzipieren fortlaufend ergänzende Funktionsmodule. Das betrifft unter anderem Reinigungsstationen und Einrichtungen zum Positionieren und Fügen bearbeiteter Werkstücke. Realisierbar sind auch Wendestationen für Werkstücke sowie Transportsysteme zum Zuführen von Rohlingen – zum Beispiel Vibrationsfördertöpfe mit Vereinzelungen oder Kamerasysteme für sogenanntes Bin-Picking.» Somit ist der modulare Automationsbaukasten FMB Base flexibel für nahezu jegliche automatisierbaren Prozesse. Durch die standardisierte Schnittstelle ist das besonders einfach. Das bisher übliche, individuelle Einrichten und Programmieren der Datenkommunikation entfällt dank der modularen Struktur. Auch nachträglich lässt sich die Automation flexibel an unterschiedliche zu automatisierende Abläufe anpassen. Der Ausbau erfordert nur minimale Investitionen. Beim Automationsbaukasten FMB Base investieren Unternehmen also zukunftssicher. Sie können die Automation jederzeit für weitere Prozesse ausbauen und nutzen.

Ideal für kleine Serien

Wie Dominik Diehl betont, kann ein Fertigungsbetrieb mit dem Automationsbaukasten FMB Base zusätzliche Fertigungskapazität erschliessen. «Da die Automation mobil innerhalb kürzester Zeit an unterschiedlichen Stationen arbeiten kann, entlastet sie das Personal von wiederkehrenden, ermüdenden Tätigkeiten. Die Fachkräfte können sich auf sinnvolle, ihre Qualifikation erfordernde Tätigkeiten konzentrieren. So schafft die Automation zusätzliche Kapazität.» Stephen Ackermann hebt hervor: «Jederzeit ist es aber möglich, den automatisierten Ablauf zu beenden, die Base wegzufahren und in einer wechselnden Konfiguration an einer anderen Station zu nutzen. Das ermöglicht auch, kurzfristig von automatisierten auf manuelle Tätigkeiten zu wechseln. Fertigungsbetriebe profitieren also doppelt, zum einen von der Mobilität, zum anderen von der Flexibilität, unterschiedliche Prozesse im Wechsel zu automatisieren.» SMM

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