Siemens Schweiz AG: Eine Maschine, acht Bearbeitungszentren

>> Als Antwort auf die sinkenden Losgrössen bei den Zulieferbetrieben der Automobilindustrie entwickelte die Firma ICON Industries AG ein flexibles Mehrstationen-Bearbeitungszentrum. Die Nachrüstung einer zweiten Steuerungsvariante auf der Basis der Sinumerik 840 D sl gelang in Rekordzeit.

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her. In den letzten Jahren zeigte sich in der Fertigung von Serienprodukten ein klarer Trend hin zu kleineren Losgrössen und steigenden Variantenzahlen. Konnten die Zulieferer der Automobilindustrie in früheren Jahren mit Stückzahlen in Millionenhöhe kalkulieren, bewegen sich die Losgrössen heute typischerweise zwischen 250 000 und 500 000. Diese Entwicklung erfordert auch neue Konzepte für die Bearbeitungsmaschinen. Neben der reinen Bearbeitungsgeschwindigkeit werden Eigenschaften wie hohe Flexibilität und kurze Umrüstzeiten immer wichtiger.

Das flexible Mehrstationen-Bearbeitungszentrum ICON 6-250 ist die Antwort der Firma ICON Industries AG auf diese Anforderungen. Die Maschine wurde entwickelt für die Fertigung grosser und mittlerer Serien und besteht aus einem Rundschalttisch mit bis zu vier horizontalen und vertikalen unterschiedlich konfigurierbaren Bearbeitungseinheiten. Sie vereint damit bis zu acht Bearbeitungszentren in einer Maschine mit einer Grundfläche von 41 Quadratmetern. Als Besonderheit ist jede Bearbeitungseinheit mit einem eigenen Zwölffach-Werkzeugwechsler ausgestattet, was eine sehr flexible und prozesssichere Bearbeitung ermöglicht. Die dreiachsigen Bearbeitungseinheiten sind linear geführt und werden durch Servomotoren über Kugelumlaufspindeln angetrieben, was eine vier- resp. fünfachsige Zerspanung ermöglicht. Über die beiden Beladestationen, die jeweils zwischen zwei Bearbeitungsstationen angeordnet sind, können Werkstücke ausgemessen, entladen oder anderen externen Bearbeitungen zugeführt werden. Das sorgt für weitere Zeiteinsparungen.

Auf CNC der neusten Generation gesetzt

Für den Einsatz in der deutschen Automobilindustrie und ihren Zulieferbetrieben entschied man sich, den ursprünglich mit einer Fanuc-Steuerung ausgerüsteten Prototyp durch eine Siemens-CNC der neusten Generation zu erweitern. Um die hohen Leistungsanforderungen der komplexen vielachsigen Bearbeitungsmaschine erfüllen zu können, wurde das System Sinumerik 840 D sl (Solution Line) in Verbindung mit Sinamics S120-Antrieben gewählt (siehe Kasten). Schön und gut, doch bisher hatte man bei dieser Firma noch keine Maschine mit dieser Steuerung gebaut.

Für Softwareentwickler Beat Neuenschwander und Hardwareplaner Manfred Ebener hiess es im September 2010: «Los geht’s!» Nach einem zweiwöchigen Systemkurs bei Siemens in Nürnberg galt es, die Steuerungsarchitektur zu planen, die Funktionen zu programmieren sowie die Hardware in den sechs Steuerschränken aufzubauen und zu verdrahten. Dabei kamen ihnen die Effizienz und die Durchgängigkeit des Solution Line-Systems in Programmierung, Installation und Aufbautechnik entgegen. «Die antriebsinterne Kommunikation über die steckbaren Drive-Cliq-Verbindungen ermöglicht eine einfache Vernetzung der CNC mit den Antriebsmodulen», meint Beat Neuenschwander, «der Verdrahtungsaufwand wird dadurch wesentlich reduziert.» Ein weiterer Pluspunkt ist das «Safety Integrated»-Konzept der Sinumerik. Sämtliche sicherheitsrelevanten Funktionen lassen sich damit einfach und wirtschaftlich ohne zusätzliche Hardware umsetzen. Die beiden ICON-Mitarbeiter konnten jederzeit auf die Unterstützung des Siemens-Applikationstechnikers Roger Luithardt und seiner Kollegen zählen. Die Konfigurierung der bei der Sinumerik optional angebotenen Werkzeugverwaltung für die acht Zwölffach-Werkzeugwechsler war für ihn eine besondere Herausforderung – und ersparte den beiden Entwicklern zwei weitere Wochen Schulung über diese Spezialanwendung.

Im April 2011 war die Maschinensteuerung mit allen Funktionalitäten einsatzfähig. ICON-Geschäftsführer Dietmar Bäurer zeigt sich beeindruckt von diesem rasanten Tempo: «Neben dem durchdachten Grundkonzept der Steuerung und dem Support durch Siemens ist dieses Resultat vor allem dem aussergewöhnlichen Einsatz und der hohen Motivation der beiden Entwickler zu verdanken.»

Zukunftsweisende Kooperation

Motivierend ist für Dietmar Bäurer auch die Zusammenarbeit mit der Firma Daetwyler AG in Bleienbach. Das Unternehmen, das sowohl eigene Maschinen produziert wie auch Lohnfertigung für andere Partner ausführt, stellt dem innovativen Unternehmen die Montagehalle, die Fertigungsinfrastruktur, das firmeneigene ERP- und CAD-System sowie personelle Ressourcen zur Verfügung. Im Gegenzug erhielt Daetwyler den Auftrag für die Herstellung der Maschinenbetten. Die Fertigung der Achseinheiten erfolgte über externe Vergabe durch Daetwyler – und damit zu den Konditionen einer Grossfirma. Dietmar Bäurer: «Diese Art der Zusammenarbeit von Firmen mit unterschiedlichen Kompetenzen schätze ich als zukunftsweisend für die Schweizer Fertigungsindustrie ein.»

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