Weniger Stillstand, bessere Ergebnisse

Im Prototypenbau muss es schnell gehen. Kaum ist der Entwurf fertiggestellt, will man den Prototypen in Augenschein nehmen. Dazu kommt: Es werden Losgrößen von 1 bis 150 Stück beauftragt. Wer in diesem Geschäft erfolgreich sein will, muss eine kurze Reaktionszeit, Flexibilität und absolute Präzision bieten. SMP Schüßler Modell- & Prototypenbau aus Heidenau bei Dresden ist solch ein Unternehmen: 2003 gegründet, fertigen hier 26 Mitarbeiter im Sandguss- und Vakuumgussverfahren Prototypen aus Aluminium und Kunststoff für die Automobilindustrie, den Maschinen- und Fahrzeugbau sowie die Medizin- und Elektrotechnik.

Teile aus Kunststoff und Metall bearbeiten sie mit 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen. Und weil innovative Entwickler am liebsten mit innovativen Dienstleistern arbeiten, treibt Geschäftsführer Daniel Schüßler die Digitalisierung und Automation kontinuierlich voran.

Werkzeugmanagement in Echtzeit

„Jeder Auftrag ist anders“, sagt Schüßler. „Wir haben deshalb früher jeden Auftrag individuell betrachtet. Das war zeitintensiv und fehleranfällig. Heute arbeiten wir nach klar definierten Standards und mit digitalisierten sowie automatisierten Prozessen. Die Aufträge verfolgen wir über das ERP-System. In der mechanischen Fertigung nutzen wir seit 2021 die digitale Fertigungslösung Connected Manufacturing der Hoffmann Group.“

Mithilfe von Connected Manufacturing lassen sich Werkzeuge und deren digitale Zwillinge in Echtzeit auf ihrem Weg durch die Produktion verfolgen und Zustandsveränderungen exakt protokollieren – vom CAM-System über das Voreinstellgerät bis zur Maschine. Dazu wird jedes Werkzeug per RFID-Chip mit einem eindeutigen Identifikator markiert und in der Werkzeugdatenbank hinterlegt; Standort- und Messdaten werden nun laufend aktualisiert. Am Ende des Rüstvorgangs schickt das System Werkzeugdaten und NC-Dateien kabellos an die Maschine.

Werkzeugstandards für Individualproduktion

SMP erfasst zusammengebaute und vermessene Werkzeuge, die sich für mehrere Aufträge eignen, als Standardtools in Connected Manufacturing. Die CAM-Programmierer importieren dann die Daten in die Software CreoCAM, um damit Fräsvorgänge präzise zu planen und in 3D zu simulieren. „Wir bringen jährlich 200 Aufträge auf die Maschinen. Früher hat bei der Vorbereitung immer wieder ein Werkzeug gefehlt. Das hat Maschinenzeit gekostet. Darum haben wir den Rüstvorgang für alle Mitarbeiter vereinheitlicht“, erklärt Schüßler. „Früher haben wir zudem nach jedem Auftrag die Werkzeuge zerlegt. Jetzt verwenden wir sie weiter. Das spart Zeit.“

Werkzeugnutzung um 25 Prozent optimiert

Marcus Feige, Projektleiter bei SMP, ergänzt: „Bei uns laufen immer drei bis vier Aufträge parallel. Manchmal bearbeitet eine Maschine ein Bauteil über drei Stunden mit bis zu 25 Werkzeugen. Fehler schlagen da entsprechend zu Buche. In der Vergangenheit mussten wir fast 22 Prozent nacharbeiten. Jetzt sind es nur noch 3 Prozent – und wir haben 15 Prozent weniger Ausschuss.“

Beim Rüsten folgen die Mitarbeiter nun einem genauen Plan. Connected Manufacturing zeigt ihnen auf ihrem Tablet oder Smartphone, wo sich welche Werkzeuge in welchem Zustand befinden. Fällt ein Mitarbeiter aus, können die Kollegen die laufenden Aufträge nahtlos übernehmen – ein Blick in die Fertigungslösung genügt; Werkzeugdaten und NC-Dateien werden am Schluss digital übergeben und müssen nicht manuell übertragen werden. „Die Mitarbeiter schätzen die Arbeitserleichterung und wollen nicht mehr darauf verzichten“, weiß Marcus Feige zu schätzen, der die Einführung von Connected Manufacturing begleitet und die Mitarbeiter geschult hat.

Maschinenauslastung erhöht

Mit dem Ziel, den Maschinenpark zu modernisieren und ausgeprägter zu automatisieren, verkaufte Schüßler im Jahr 2020 vier ältere Maschinen und schaffte im Dezember eine neue 5-Achs-CNC-Fräsmaschine Mikron Mill P500u an. Diese für die automatische Palettenhandhabung entwickelte Maschine überzeugte zudem mit einem gut dimensionierten Bearbeitungsraum sowie einem Erowa-Spannsystem. Damit wurde der Maschinenpark von sechs auf drei 5-Achs-CNC-Fräsmaschinen derselben Marke verkleinert: die neue Mikron Mill P500u sowie Mikron HPM 1350u und Mikron Mill P800u. Die ATC-Werkzeugwechsler werden inzwischen intensiv genutzt: Die beiden älteren Maschinen bieten jeweils 30 bzw. 60 Werkzeugplätze; die neue wartet mit 170 Plätzen auf.

Um das Potenzial der Mikron Mill P500u voll auszuschöpfen, wurde 2022 zusätzlich eine eigens dafür konstruierte Roboterzelle mit 135 Palettenplätzen in Betrieb genommen. Obwohl sich jetzt nur noch halb so viele Maschinen im Einsatz befinden, bietet der Maschinenpark höhere Kapazitäten und die Maschinen sind besser ausgelastet. Die Roboterzelle bestückt nun mannlos diese Werkzeugmaschine – die Werkzeugwechsler bieten genügend Kapazität. Connected Manufacturing unterstützt dabei, Werkzeuge, Werkzeugdaten und NC-Dateien fehlerfrei und rechtzeitig auf die Maschinen zu bringen. Die Maschinen sind mit Heidenhain-Steuerungen ausgestattet und vollständig an Connected Manufacturing angebunden.

Daniel Schüßler erinnert sich: „Früher waren die Maschinen mit einem Server vernetzt, auf dem wir die NC-Dateien ablegten. Die Mitarbeiter mussten die Dateien manuell vom Server auf die Maschinen kopieren und die Ordnerstruktur und Dateinamen pflegen.“ Feige erläutert: „Mit Connected Manufacturing haben wir jetzt alles top strukturiert. Das System übergibt die Dateien und dokumentiert, was wann auf die Maschinen übertragen wurde. Datenpflege und Archivierung sind wunderbar gelöst.“

Jedes dritte Werkzeug erfasst

Um schnell mit Connected Manufacturing arbeiten zu können, nimmt Schüßler Werkzeuge nur nach Bedarf in die Datenbank auf. Für jedes Werkzeug wird eine Nummer und ein eigener Standard definiert, der Länge und Durchmesser beschreibt. Die Toleranzen betragen Null bis plus drei Millimeter. So ist das Werkzeug stets lang genug.

Für die drei Maschinen hält SMP insgesamt 240 Werkzeuge vor. Aktuell sind 100 davon zusammengebaut, vermessen und in Connected Manufacturing hinterlegt. Da die Werkzeuge nun effizienter verwendet werden, war es möglich, Altwerkzeuge im Wert von rund 20.000 Euro auszumustern. „Mit Connected Manufacturing haben wir die Werkzeugnutzung um 25 Prozent optimiert“, so Feige.

Seiten: 1 2