Werkstückspannen im Kreislauf intelligenter Konnektivität

Für das maschinenferne Rüsten der Werkstücke auf Paletten brachte Gressel eine ganze Reihe von Spannmitteln zum Einsatz: C2-Zentrischspanner, Pyramiden, Gredoc-Nullpunktmodule und -Platten, 5-Achs-Spanner SC5X, S2-Festbackenspanner, Aufspanntürme sowie D2
Für das maschinenferne Rüsten der Werkstücke auf Paletten brachte Gressel eine ganze Reihe von Spannmitteln zum Einsatz: C2-Zentrischspanner, Pyramiden, Gredoc-Nullpunktmodule und -Platten, 5-Achs-Spanner SC5X, S2-Festbackenspanner, Aufspanntürme sowie D2-Doppelspannertürme. – Bild: Gressel AG

Krones mit Stammsitz in Neutraubling gilt als Weltmarktführer bei der Planung, Entwicklung und Fertigung von Prozess-, Abfüll- und Verpackungstechnik sowie Intralogistik. Weltweit werden jeden Tag zig Millionen Flaschen, Dosen und Formbehälter mit Krones-Anlagen verarbeitet.

Investition mit Weitsicht

In Deutschland produziert Krones mit rund 9.000 Mitarbeitern an fünf Standorten. Einer davon ist Nittenau in der Oberpfalz, der Groß- und Kleinteile für das Stammwerk herstellt. Um die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern, investierte Nittenau 2021 in der Großteilefertigung in eine Anlage für das Drehen und Fräsen. Parallel wurde auch in die Kleinteilefertigung investiert – verbunden mit weitreichender Automation und Digitalisierung.

„Wir haben einen Plan bis 2028 entworfen, der aus mehreren Steps besteht“, umreißt Abteilungsleiter Vitali Schmidt. „Begonnen hat die Umsetzung mit einem hochautomatisierten Fertigungskonzept, dessen wesentliche Komponenten Fräsmaschinen, Spannmittel und fahrerlose Transportsysteme sind. Dass wir uns hier für Spannsysteme von Gressel entschieden haben, begründet sich u.a. mit dem nächsten Schritt. Hier werden wir in Richtung Drehbearbeitung mit den gleichen Spannsystemen gehen. Insofern sind sie eine Investition mit Weitsicht.“

Stehen stellvertretend für das gesamte Projektteam (v.l.): Sokha Hem, Vertriebstechniker AT & DE Süd bei Gressel, Stefan Rothmeier, Außendienstmitarbeiter bei Schunk, Markus Ziegler von der Betriebsmittelkonstruktion, Abteilungsleiter Vitali Schmidt sowie die Maschinenbediener Martin Bollwein und Alexander Bien von Krones.
Stehen stellvertretend für das gesamte Projektteam (v.l.): Sokha Hem, Vertriebstechniker AT & DE Süd bei Gressel, Stefan Rothmeier, Außendienstmitarbeiter bei Schunk, Markus Ziegler von der Betriebsmittelkonstruktion, Abteilungsleiter Vitali Schmidt sowie die Maschinenbediener Martin Bollwein und Alexander Bien von Krones.Bild: Gressel AG

Vorher fertigte Krones Nittenau im Fräsbereich klassisch: „Wir haben auf Paletten vorgerüstet, diese an die Maschine gebracht und per Kran hineingehoben“, schildert Schmidt. Zwischenzeitlich waren zwar die Leistungsstunden aufgenommen und mit einem separaten Rüstplatz sowie optimierten Abläufen die Stundenzahl erhöht worden – nun aber war das Konzept ausgereizt. Gesucht war ein Ablauf, mit dem noch weniger an der Maschine gerüstet wird und die Mitarbeiter nicht mehr durch das Rüsten gebunden sind. Das ging nur mit Automation. So entstand schließlich ein Konzept aus zehn 5-Achs-Bearbeitungszentren G550 von Grob, einer Flotte fahrerloser Transportsysteme (FTS) Agilox für das Werkstück- und Werkzeughandling sowie einer ganzen Reihe von Spannsystemen von Gressel.

Zwei Fünftel mehr Output

Neben dem Rüsten hat Krones Nittenau mit der Umstellung vor allem zwei Ziele im Visier. Zunächst soll sich die Maschinenlaufzeit signifikant erhöhen. „Im ersten Schritt ist eine Steigerung von 3.500 auf 5.500h geplant“, konkretisiert der Abteilungsleiter. „Im zweiten Schritt wollen wir auf 6.000h kommen, auf fast 40 Prozent mehr Output sowie eine beträchtliche Kostensenkung, um im internationalen Wettbewerb weiterhin mithalten zu können.“

Auf Knopfdruck fertigen
Entscheidend für Krones ist auch die mit den Spannmitteln einhergehende Vereinheitlichung. Nittenau hat die Gressel-Systeme mittlerweile als Standard beim Fräsen definiert. Bald soll das Drehen folgen. Zudem soll mit den Spannmitteln künftig auch im Hauptwerk in Neutraubling gefertigt werden. „Wir wollen Teile, die dort hergestellt werden, auf Knopfdruck bei uns bearbeiten können“, sagt Abteilungsleiter Schmidt. Vereinheitlichung sei auch global wesentliche, um Teile problemlos im Ausland fertigen zu können. „Das ganze Konzept ist auf Automatisierung ausgelegt“, so Schmidt. „Damit liegt der Fokus auf dem reibungslosen Zusammenspiel der einzelnen digitalisierten Komponenten. Die Systeme von Gressel sind dafür eine Bank.“

Der zweite Punkt ergibt sich aus Mitarbeiterfluktuation und Fachkräftesuche. „Möglicherweise werden wir schon im kommenden Jahr Nachtschichten ohne Personal fahren“, kündigt Schmidt an. „Anfangs wird dann zwar noch ein Mitarbeiter vor Ort sein, der die Teile umspannt, ein Anlagenführer ist aber nicht mehr erforderlich. So wollen wir die Kosten pro Stunde zu senken – zusätzlich zur Erhöhung des Outputs an der Maschine.“

Kreislauf 1+2: Werkzeuge und Werkstücke

Gestartet werden die Aufträge heute ab einem Anlieferplatz für gesägte Teile. Nun überprüft ein Leitsystem, ob alle Werkzeuge in der Maschine sind. Ist dies nicht der Fall, wird das Set zusammengestellt, etwa von einer anderen Maschine, die das Werkzeug zurzeit nicht nutzt. Ein Agilox holt dieses Werkzeug dann genauso auf die erste Maschine wie weitere Werkzeuge aus der zentralen Voreinstellung. Sobald ein FTS die voreingestellten Werkzeuge abgeholt und an die Maschine 1 gebracht hat, ist die Werkzeugbeladung abgeschlossen. Im zweiten Kreislauf handhabt eine weitere Agilox-Flotte die Werkstücke. Nachdem sie am Rüstplatz aufgespannt wurden, bringt ein FTS die Palette zu Maschine 1. „Hier wird sie in einen Pufferspeicher mit neun Plätzen eingelagert und gleichzeitig in das interne System aufgenommen“, berichtet Schmidt. Nach der Bearbeitung geht das Teil in die Kontrolle. Ist hier alles in Ordnung, läuft das System erneut an und bringt die Palette mit dem nächsten Teil. Üblich sind Losgrößen zwischen 1 und 50. „Weil die Zahl ungleicher Teile, die durchgeschleust werden, sehr hoch ist, ist das einfache schnelle Umspannen das A und O“, betont der Abteilungsleiter.

Werkstückkreislauf: Beladen eines Palettenrundspeichers PSS-R900 von Grob per Agilox. Die Bauteile sind in Mehrfachspannung mit S2-Festbackenspannern fixiert.
Werkstückkreislauf: Beladen eines Palettenrundspeichers PSS-R900 von Grob per Agilox. Die Bauteile sind in Mehrfachspannung mit S2-Festbackenspannern fixiert.Bild: Gressel AG

„Die Spannmittel, die wir zum Einsatz gebracht haben, bilden diese große Variabilität ab“, unterstreicht Vertriebstechniker Sokha Hem von Gressel. Der erste von Krones Nittenau mit den Systemen erzielte Effekt ist die beabsichtigte Rüsteffizienz. Hinzu komme die hohe Stabilität der Spannmittel.

„Eine Maschine ist nur so gut wie ihr Spannmittel“, so Schmidt. Wir aber fertigen viele Teile im Hundertstelbereich. Dafür sind die hohe Stabilität und Wiederholgenauigkeit der Gressel-Systeme ebenso erforderlich wie die hohen Einzugskräfte, die für das sichere Fixieren sorgen.“ Zum Gesamtpaket habe schließlich auch der Preis gepasst.