Mannloses Teilehandling ist das eine, wettbewerbsfähige Stückkosten sind das andere Alleinstellungsmerkmal der robotisierten Fertigungszelle von Makino. Mit Automation nach Maß und einem griffigen Maschinenkonzept sorgt das Hamburger Unternehmen dafür, dass Fertigungskapazität im Lande bleibt.
Das Rollenspiel sei verteilt, das Resultat jedoch ein Fertigungsbaustein mit eindeutigem Nutzen, sagt Uwe Speetzen, Geschäftsführer der Business Unit Produktionsmaschinen bei der Makino GmbH in Hamburg. Seine Ingenieure haben das High-Speed-Bearbeitungszentrum J3 mit der Roboterzelle RPC 20 der finnischen Fastems Oy AB kurzgeschlossen, die die Maschine rund um die Uhr mit Werkstücken versorgt, be- sowie entlädt und die Kapazität auf 7500 der 8760 überhaupt möglichen Produktionsstunden im Jahr hochtreibt.
Das entspricht 85 % der theoretisch erreichbaren Ausbringung und senkt nachhaltig den Stundensatz. Als Vergleich dazu: Der industrielle Durchschnitt liegt derzeit bei lediglich 6000 produktiven Jahresstunden. „Insoweit haben unsere Kunden eine sichere Kalkulationsbasis die es ihnen möglich macht, auch im internationalen Wettbewerb offensiv zu agieren“, schärft Speetzen den kaufmännischen Blick auf das Duo J3 plus RPC 20.
Typische Teile, die mit dem Fertigungszentrum rund um die Uhr einbaufertig bearbeitet werden können, sind Aluminiumwerkstücke wie Ventilblöcke, Zylinderköpfe, Gehäuse sowie geometrisch ähnliche Motorenteile. Mögliche Anwender sind Lohnfertiger mit Ausrichtung auf die Großserie oder Gießereien, die ihre Werkstücke nach dem Urformen auch mechanisch bearbeiten.
Letzteres erledigt die J3 so schnell wie effektiv: Die Arbeitsspindel mit 15 kW Dauerleistung dreht zwischen 500 und 16 000 min-1. Als Werkzeugaufnahme dient der Hohlschaftkegel HSK A50. Weil dieser wenig träge Masse hat, erreicht die Spindel ihre Maximaldrehzahl innerhalb von 1,1 s. Die Linearachsen des Bearbeitungszentrums verfahren jeweils um 400 mm und werden mit bis zu 2 g beschleunigt.
Über die 7500 jährlichen Betriebsstunden hinweg gesichert wird solch hohes Arbeitstempo durch bewährte Maschinenkomponenten, von denen Hersteller Makino zentrale Baugruppen wie die Spindel, Führungen oder den Arbeitstisch exklusiv im eigenen Haus fertigt. Die Spindel und der Kugelgewindetrieb werden aktiv gekühlt, ihre Arbeitstemperatur damit stabilisiert und konstante Präzision und Bearbeitungsprozesse sichergestellt.
Fürs Bereitstellen sowie das Be- und Entladen der Werkstücke ist die RPC 20 zuständig. Bei dieser Einheit handelt es sich um einen Container mit fest montiertem, sechsachsigem Knickarm-Roboter. Bei der von Makino angebotenen Fertigungszelle wird das Fabrikat Fanuc eingesetzt.
Hersteller Fastems hat die Zelle als Peripherie für Drehsysteme, Bearbeitungszentren und andere Werkzeugmaschinen mit CNC-Steuerung entwickelt. Nach Bedarf lässt sie sich auch für Aufgaben wie das Nachbehandeln, Reinigen oder Vermessen von Werkteilen einsetzen.
Die RPC 20 besteht aus einer einzelnen, gut zu transportierenden Einheit, die sich binnen Tagesfrist installieren und auch ohne größeren Aufwand verlegen lässt. Die Zelle ist ausgelegt für die unbeaufsichtigte Produktion respektive Materiallogistik. Die zugehörige Software enthält vorgegebene, fest programmierte Werkstückabstände, die das Einrichten der Roboterhand vereinfachen. Reale Werkteile werden via Teach-in programmiert. Feingetunt wird dann an der CNC-Steuerung Typ Fanuc Fs18 i MB5 des Bearbeitungszentrums. Durch solche Vereinfachungen lässt sich die J3 nebst Peripherie innerhalb von fünf Tagen in Betrieb nehmen und liefert sofort einbaubereite Teile.
Knickarmroboter und Betriebsmittel der Fastems-Zelle sorgen auch bei der Handhabung komplexer Werkstücke für die nötige Flexibilität. So minimiert zum einen der doppelte Greifer des Roboters die Be- und Entladezeiten. Zum anderen erleichtern die vorkonfigurierten Werkstückträger das Bereitstellen der Teile. Außerdem kommt hinzu, dass der einfache Aufbau mit Standardelementen den Umrüstaufwand und damit letztlich auch die Stillstandszeiten reduziert. Das Konzept der Zelle erlaubt kurze Lieferzeiten, einen schnellen Aufbau und eine kompakte Schulung.
Makino-Chef Uwe Speetzen zieht ein Zwischenfazit: „Die Fertigungseinheit bietet beste Voraussetzungen, hochwertige Serienteile zu international tatsächlich wettbewerbsfähigen Kosten zu fertigen. Die prozessorientierte J3 und die vorkonfigurierte RPC 20 sind die konsequente Weiterentwicklung der Lean-Production-Idee für die flexible Lohnfertigung.
So eröffnet die Modulbauweise die Möglichkeit, die J3 an die jeweilige Fertigungslösung anzupassen. Es werden ausschließlich solche Komponenten eingesetzt, die essenziell erforderlich sind. Kostspielige – weil nicht zwingende – Extras müssen nicht mitgekauft werden. Die horizontale Bauart des Bearbeitungszentrums stellt einen sicheren Abfluss der Späne sicher. Die Monospindel vereinfacht die Bedienung und sorgt bei Schwankungen der Stückzahl für Flexibilität – damit unterscheidet sich die J3 beispielsweise auch von Mehrspindelmaschinen.
Die Automatisierungskosten hielten sich bei dem Duo aus J3 und RPC 20 im Rahmen, ergänzt Uwe Speetzen. Und auch die Folgekosten blieben überschaubar, insoweit die Fertigungszelle aus Standardkomponenten bestehe und einfach umzurüsten sei.
Dipl.-Ing. Wolfgang Filì Journalist in Köln
7500 von maximal 8760 produktiven Stunden
Teilen:
