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Flexible Automationseinheit Mit mobiler Automation wettbewerbsfähig bleiben

| Autor: Anne Richter

Die Stiftung WBM hat den gesellschaftlichen Auftrag, Menschen mit IV-Rente sinnstiftende Arbeit zu bieten und damit ein würdevolles Leben zu ermöglichen. Das gilt auch für die mechanische Fertigung. Die Stiftung setzt hier auf moderne Maschinen und Produktionsmittel: Victor- Maschinen und eine mobile Automationseinheit von Cellro, vertreten durch die Schweiz. Maschinen Import AG.

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Bei der VC-205 ermöglicht aufgrund ihrer Konstruktion sowohl automatisierte als auch manuelle Beladung.
Bei der VC-205 ermöglicht aufgrund ihrer Konstruktion sowohl automatisierte als auch manuelle Beladung.
(Bild: Anne Richter, SMM)

«Unsere grosse Herausforderung ist die Frage, wie weit wir automatisieren dürfen oder ob wir vielleicht sogar automatisieren müssen», erläutert Stephan Weber, Geschäftsführer der Stiftung WBM, den Grundwiderspruch einer Stiftung zwischen Wettbewerbsfähigkeit und geschützten Arbeitsplätzen. Es geht dabei um die Balance, wirtschaftlich zu produzieren, ohne Arbeitsplätze zu vernichten. Denn der gesellschaftliche Auftrag der Stiftung WBM ist es, so vielen Menschen wie möglich eine sinnhafte Arbeit zu bieten. Auf der anderen Seite muss die Stiftung mit allen ihren Dienstleistungen und Produkten auch am Markt bestehen. Der negative Aspekt einer Automatisierung ist der potentielle Wegfall von Arbeitsplätzen. Gründe dafür sind eine bessere Wettbewerbsfähigkeit und die Möglichkeit, mit mehr Aufträgen wiederum mehr Arbeit zu generieren. Die Stiftung WBM hat sich entschieden, nach vorne zu gehen und die mechanische Fertigung mit einer mobilen Automationslösung der Schweiz. Maschinen Import AG auszustatten. «Wenn wir es schaffen, dadurch mehr Aufträge zu bekommen, dann haben wir gewonnen», berichtet Produktionsleiter Philipp Steiner.

Die mechanische Fertigung ist mit knapp 20 Mitarbeitern allerdings nur ein Fachbereich in der Stiftung WBM. Die Stiftung, die im letzten Jahr ihr 50-jähriges Jubiläum gefeiert hat und im Oberaargau in Madiswil angesiedelt ist, beschäftigt insgesamt rund 200 Mitarbeitende, von denen etwa 130 eine IV-Rente beziehen. Ein Grossteil der Mitarbeitenden ist im Fachbereich Montage und Verpacken beschäftigt. Zusätzlich betreibt die Stiftung die hauseigene Hotellerie sowie ein Werkatelier. Im Wohnbereich sind 25 Personen untergebracht, mit dem Ziel, dass die Bewohner und Bewohnerinnen ein möglichst selbstbestimmtes und individuelles Leben führen können. S. Weber erläutert: «Der Sinn unserer Stiftung ist die Integration der Menschen. Ihnen soll über die Arbeit eine soziale Teilhabe ermöglicht werden.»

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Die Wertschöpfung bleibt im Land

So arbeitet die Produktion zu 100 Prozent als Lohnfertiger vor allem für umliegende Firmen. Alle Produkte und Dienstleistungen werden wirklich benötigt. «Wir fertigen Teile, die im allgemeinen Arbeitsmarkt gebraucht werden», erklärt P. Steiner und ergänzt: «Es gibt den Mitarbeitenden eine Wertschätzung, dass ihre Arbeit wirklich benötigt wird. Für viele ist eine solch sinnstiftende Arbeit sehr wichtig.» Die Bauteile, wie sie in der mechanischen Fertigung bearbeitet werden, sind dabei naturgemäss von geringerer bis mittlerer Komplexität aus allen gängigen Materialien. Daher ist die Stiftung auch kein direkter Wettbewerber für Schweizer Zuliefererbetriebe, denn diese sind in der Regel auf Bauteile mit hoher Komplexität spezialisiert und für einfachere Bauteile zu teuer. «Wir können Arbeiten abdecken, die sich für andere Betriebe hier in der Schweiz nicht rentieren», berichtet P. Steiner und ergänzt: «Die Arbeit würde sonst ins Ausland abwandern. So bleibt die Wertschöpfung im Land.»

«Um international konkurrenzfähig zu sein, braucht es moderne Maschinen und Produktionsmittel», weiss P. Steiner. Denn die Subventionen sind nicht für die Stiftung, sondern für die Menschen: «Die Mitarbeiter mit IV-Rente müssen betreut werden und es arbeiten bei uns mehr Mitarbeiter an einem Bauteil als anderswo. Diese höheren Kosten müssen gedeckt werden und dafür gibt es auch Subventionen», erklärt S. Weber. Um die Wettbewerbsfähigkeit zu ermöglichen, ist die mechanische Fertigung bei WBM mit moderner Technik ausgestattet, auch dank jahrelanger Kooperation mit der Schweiz. Maschinen Import AG (Smiag), die seit dem Jahr 1999 besteht. Zehn Werkzeugmaschinen der Marke Victor, davon sieben Bearbeitungszentren und drei Drehmaschinen, sind in Betrieb und seit kurzem auch ein Beschickungsroboter von Cellro.

Maschinen mit Qualität

Die Maschinen des taiwanesischen Herstellers Victor sind von hoher Qualität und auf eine zuverlässige und lange Einsatzdauer ausgelegt. Das offenbart auch der Fakt, dass die älteste Maschine bei WBM, eine VC-70, aus dem Jahr 2000 immer noch produktiv ist. «Nur die Kugelumlaufspindel wurde ausgetauscht. Jetzt läuft sie wieder genau wie am Anfang», schildert P. Steiner. Die Qualität der Maschinen zeigt sich auch in ihrem Aufbau. Victor verfügt über eine hohe Fertigungstiefe, wodurch viele Bauteile, wie das schwingungsdämpfende Maschinenbett aus Meehanite-Guss, im eigenen Haus gefertigt werden. Die Drehmaschinen verfügen über ein einteiliges Meehanite-Gussbett mit geschabten Flachführungen sowie verschleissarme Spindeln mit Direktantrieb und hohem Drehmoment. Die Bearbeitungscenter sind mit Linearführungen und Kugelumlaufspindeln namhafter Hersteller bestückt. Diese ermöglichen eine stabile und hochdynamische Zerspanung. Die Frässpindeln sind sowohl für Werkzeuge mit Steilkegel als auch für HSK-63-Aufnahmen verfügbar.

Alle Bearbeitungszentren bei WBM sind 3-Achs-Zentren, wovon eine Maschine mit einer Schwenkbrücke ausgestattet ist. Die neuesten Maschinen sind eine horizontale Drehmaschine mit angetriebenen Werkzeugen VT-NP16CM und das vertikale Bearbeitungszentrum VC-P106 aus dem Jahr 2017. Neben der Qualität der Maschinen ist für WBM die einfache Bedienung bzw. die mögliche Flexibilität ein wichtiger Faktor. «So haben wir immer das gleiche Bedienpanel mit der Fanuc-Steuerung. Jedes Programm läuft auf jeder Maschine. So müssen sich die Leute nicht umgewöhnen, wenn sie an einer anderen Maschine arbeiten», erklärt P. Steiner. Eine immer gleiche Werkzeugaufnahme eliminiert zusätzlich das Risiko, dass eine falsche Aufnahme genommen wird. Die Programmierung erfolgt extern, so dass die Bediener die Maschine selbständig einrichten können. Bearbeitet werden vorzugsweise wiederkehrende Serien mit Losgrössen von 1 bis 5000 oder in besonderen Fällen bis 15 000.

Automation mit einem mobilen Roboter für höhere Produktivität

Der Einstieg in die Automation erfolgte im Jahr 2017 mit einer VC-70 APC, einem vertikalen Bearbeitungszentrum mit Palettenwechsler. Das Hochgeschwindigkeitsbearbeitungszentrum bietet mit Eilgängen von 36/36/24 m/min in Kombination mit dem Palettenwechsler eine hohe Produktivität. Im Jahr 2019 ist der Cellro Xcelerate X20 hinzugekommen, ein Beschickungsroboter mit einem maximalen Handlingsgewicht von 20 kg. Der mobile Roboter wurde entwickelt, um eine Maschine automatisch und unbemannt mit Werkstücken zu beladen, die Werkstücke für eine 6-seitige Bearbeitung zu drehen und die Maschine wieder zu entladen. Der Xcelerate kann dabei verschiedenste Maschinen beladen, wie Fräsmaschinen, Schleifmaschinen, Drehmaschinen oder auch Messmaschinen. Voraussetzung ist, dass die Maschine für eine Automation vorbereitet ist.

Der Aufwand, eine Maschine für eine Automation vorzubereiten, ist je nach Maschinentyp unterschiedlich komplex. Bei WBM wurde das für die Automation vorgesehene vertikale Fahrständer-Bearbeitungszentrum VC-205 aus dem Jahr 2016 noch mit einem Messtaster und einem hydraulischen Spannsystem ausgerüstet. Auch eine automatische Türöffnung musste nachgerüstet werden. «Das Wichtigste bei der Automation ist die Prozesssicherheit. Deshalb empfehlen wir grundsätzlich einen Messtaster zu integrieren», erklärt J. Vonmoos. Der Vorteil der VC-205 ist, dass aufgrund der Trennwand sowohl automatisierte als auch manuelle Bestückung möglich ist. Grundsätzlich ist der Xcelerate für Maschinen jeden Alters geeignet. «Der Xcele­rate von Cellro ist die Automatisierung, die am häufigsten eingesetzt wird, um auch ältere Maschinen rentabel zu machen», erklärt Jan Vonmoos, Product Manager Automation bei Smiag.

Der Vorteil des Xcelerate liegt in der Kompaktheit, in der grossen Flexibilität und Variabilität und einer hohen Aufnahmekapazität. Der Xcelerate ist universell einsetzbar, auch bei kleinen Serien. Verschiedene Inlays und Greifer ermöglichen die Automatisierung jedes erdenklichen Werkstücks. Für eine 6-Seiten-Bearbeitung werden die Werkstücke auch gedreht. Je nach Produktionsanforderungen bietet Cellro verschiedene Konfigurationsmöglichkeiten für den Xcelerate mit Produktewagen oder unterschiedlicher Schubladenanzahl. Der Hersteller Cellro ist in Veenendaal in den Niederlanden angesiedelt. Das Automationskonzept greift den Bedarf nach einer flexiblen und intelligenten Automation auf. Es ist eine universelle und flexible Automationslösung für Werkzeugmaschinen, die in der Lage ist, jede Handlung zu automatisieren. Auf Basis dieses Konzeptes wurden verschiedene Produktlinien entwickelt, unter anderem auch die Xcelerate-Produktlinie. «Das Automationskonzept ist eine modulare Standardlösung. Es schafft den Spagat zwischen Standard- und kundenspezifischer Lösung. Die verschiedenen Module ermöglichen die Anpassung an die unterschiedlichsten Kunden­anforderungen», erläutert J. Vonmoos.

Service hat höchste Priorität

Wie bei allen Fertigungsbetrieben ist der Service auch bei WBM ein entscheidender Faktor. «Service und Dienstleistung stehen bei der Schweiz. Maschinen Import AG an erster Stelle. Unser Ziel ist eine gute Partnerschaft», fasst J. Vonmoos den Service-Anspruch von Smiag zusammen. Der Anspruch ist, innerhalb von 24 Stunden zu reagieren, indem ein Techniker vor Ort ist oder dem Kunden per Telefonsupport geholfen wird. «Nur in Ausnahmefällen, wenn ein seltenes Ersatzteil nicht vorrätig ist, kann es länger dauern», berichtet J. Vonmoos. So ist auch P. Steiner zufrieden: «Der Service klappt wie die gesamte Zusammenarbeit mit Smiag extrem gut. Wir sind sehr zufrieden.»

Automation erlaubt höhere Flexibilität

«Wir haben mit der Victor-Maschine in Kombination mit der Automationslösung der Smiag eine sehr produktive Maschine», bestätigt P. Steiner. Doch für WBM hat der Xcelerate noch einen zusätzlichen positiven Effekt. Denn nicht alle Mitarbeiter und Mitarbeiterinnen bei WBM sind gleich leistungsfähig, die Mitarbeitenden mit IV-Rente haben sehr unterschiedliche Beeinträchtigungen, die auch temporär variieren können. Das kann von Geburt an sein oder später im Leben aufgrund eines Unfalls oder einer Krankheit seinen Ursprung haben. Auch die Arten der Beeinträchtigungen sind sehr verschieden, in Bezug auf kognitive und körperliche Fähigkeiten oder auch in Bezug auf Stressresilienz. «Die Bestückung des Xcelerate ist eine einfachere Tätigkeit als eine Beladung der Maschine. Durch die Automation haben wir mehr Flexibilität beim Einsatz der Mitarbeitenden. Wir können sie effizienter einsetzen, indem schwächere Mitarbeitende den Xcelerate bestücken und stärkere Mitarbeitende frei für anspruchsvollere Arbeiten sind», fasst P. Steiner zusammen. SMM

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Redaktorin SMM