In Deutschland gibt es rund 2.300 kleine und mittelständische Unternehmen, deren Kerngeschäft in der Zerspanung liegt. Werden artverwandte Betriebe der Metallbearbeitung hinzugerechnet, lässt sich von etwa 5.000 überwiegend Mittelständlern ausgehen. In der Schweiz, für die es dazu keine offizielle Statistik gibt, sind es wohl 1.900, in Österreich bis zu 1.200 Betriebe. So verschieden diese auch sein mögen, die maßgeblichen Entwicklungen sind oft gleich: Automation, Digitalisierung, Ressourceneffizienz. Dabei liegt der Fokus in der Automatisierung auf intelligenten, flexiblen sowie schrittweise skalierbaren Lösungen.
Komplettbearbeitung fragiler Werkstücke
Wie kann nun ein solches Automationsprojekt konkret aussehen? Das Beispiel Wyler, Hersteller von Messtechnik mit Sitz in Winterthur, darf hier als repräsentativ gelten. Wo heute die Automatisierungstechnologien von Spinner Automation und Gressel zusammenspielen, wurde ursprünglich die Anforderung ausgegeben, auf einem Spinner-5-Achs-Bearbeitungszentrum circa 150x100mm große Gehäuse für digitale Neigungsmesser komplett zu fertigen und dabei Genauigkeiten im Hundertstelbereich einzuhalten. Weil die Aluminiumgehäuse besonders druckempfindlich sind, mussten zudem die Spannkräfte gering gehalten werden.
Alle sechs Seiten des Werkstücks vollautomatisch bearbeiten
„Umgesetzt wurde die Werkstückautomation mit einer RoboboXtreme, zu deren Ausführung das R-C2-Sytem von Gressel gehört“, berichtet Dominik Jauch, Geschäftsführer von Spinner Automation. „Nach der Vorabnahme der Anlage in Markgröningen wurde diese inzwischen in Betrieb genommen und dient heute auch als Referenzobjekt.“
Was macht die Systeme nun im Detail aus? Dass zwischen Spinner Automation und Gressel seit fünf Jahren eine Partnerschaft zur Integration der Werkstückautomation R-C2 besteht, hat seinen Ausgangspunkt in der klaren Tendenz beim Anwender zur Komplettbearbeitung. Ebenso klar sind die Vorteile, die sich für den Anwender aus dieser Zusammenarbeit ergeben: die automatisierte Komplettlösung aus einer Hand.
Ausgereiftes Konzept für kundenspezifische Lösungen
„Basis der Integrationen ist unsere Robobox, die als Konzept robotergestützter Automationszellen in unterschiedlichen Ausbaustufen verfügbar ist – vom einfachen Handling der Roh- und Fertigteile bis hin zur 6-Seiten-Komplettbearbeitung“, erläutert Jauch. In der Standardversion arbeitet die Robobox mit einem Fanuc-Roboter, der die Teile mit einem parallelen Doppel- bzw. zentrischen Einfach- oder Doppelgreifer und einer Tragfähigkeit von 12kg aus einem Schubladensystem lädt. „Von den fünf Einschüben bieten drei üblicherweise eine Höhe von 150mm, die anderen beiden sind 250mm sind hoch“, schildert Jauch weiter. „Außerdem stehen zur Vereinzelung der Werkstücke drei Rastergitter mit unterschiedlichen Aufteilungen zur Verfügung. Insgesamt fasst die Robobox so bis zu 225 Teile.“
Entscheidendes Potenzial für Losgröße-1-Fertigung
Wyler ist ein Beispiel von vielen. Man muss kein Prophet sein, um von einer weiteren Zunahme der Werkstückautomation in der Branche auszugehen. Das gilt speziell auch für die 6-Seiten-Bearbeitung. Die zunehmend erforderliche Flexibilität und die sinkenden Losgrößen plus Fachkräftesuche werden die Nachfrage nach solchen Lösungen weiter steigern. Laut Spinner Automation zeigt sich das in der Automobilindustrie und Medizintechnik ebenso wie in der Luft- und Raumfahrt oder der Luxusgüter- und Verteidigungsindustrie. In vielen Klein- und mittelständischen Unternehmen stelle die Automatisierung von Losgröße 1 ein wachsendes Segment dar.
„Es kommt noch eines hinzu“, sagt Dominik Jauch. „Nimmt man eine Roboterzelle für das einfache Be- und Entladen von Werkstücken, kann sich diese schon bei moderater Laufzeitverlängerung in ein bis zwei Jahren amortisieren“, rechnet er vor. „Analog ist es in der Variante RoboboXtreme, die mit dem R-C2 noch mehr Nutzeffekte bietet.“ Gute Rahmenbedingungen also.
Durch die in zwei Richtungen ausziehbaren Schubladen ist auch während der Bearbeitung ein Nachladen von Rohteilen ohne Unterbrechung möglich. „Dies gestattet eine 24/7-Produktion mit kurzen Rüst- und Stillstandzeiten. Für größere Bauteile stehen Rastergitter für 24 Teile bis 100x100mm und für zwölf Teile bis 150x150mm zur Verfügung. Die Auftragsverwaltung erfolgt über das grafische Eingabemenü am Display der Robobox, das auch die Parametrisierung der Maschine erlaubt und Auskunft über den aktuellen Jobstatus gibt“, betont der Geschäftsführer.
Neue Dimension der Werkstückautomation
In der Variante RoboboXtreme geht das automatisierte Werkstückhandling noch einen Schritt weiter: Hier lassen sich alle sechs Seiten des Werkstücks vollautomatisch bearbeiten. Dafür wird die Werkstückautomation R-C2 voll in die Zelle integriert. „Als Systemlösung für Losgrößen bis 500 Stück, die Spannkräfte bis 30kN bietet, verbindet R-C2 die Vorteile der Direktbeladung und Palettenautomation“, berichtet Andreas Brunhofer, Produktspezialist Automation bei Gressel. „Dafür besteht das System außer einem Zentrischspanner R-C2 aus einem R-C2-Modul, einem Gredoc-Nullpunktspannsystem und einer Vero-S-Konsole – jeweils mit Medienkupplung. Eine entscheidende Komponente ist schließlich noch die 6-Seiten-Station R-C2.“
Bei der Fräsbearbeitung wird das Werkstück vom Zentrischspanner via Roboter in einer Robobox-Schublade gegriffen, gespannt und wie eine Palette in das Nullpunktspannsystem der Maschine geladen. Nach der Bearbeitung in OP10 befähigt die 6-Seiten-Station zur Komplettbearbeitung.
