Um den zunehmenden Forderungen nach einer weiter automatisierten, dabei aber hoch flexiblen Fertigung zu entsprechen, kombinieren die Spezialisten der MAG IAS GmbH ihre hochproduktiven Bearbeitungszentren der Baureihe Specht mit bewährten Automationssystemen zu einer innovativen, zukunftsweisenden Fertigungslösung. Eine entsprechende Anlage hat der Hersteller erstmals zur AMB im September präsentiert.
Von den Vorteilen der vollständig automatisierten, dabei aber hoch flexiblen Fertigung profitieren beispielsweise Automobilhersteller, Zulieferer und Lohnfertiger im allgemeinen Maschinenbau, in der Luft- und Raumfahrt sowie im Formenbau. „Unsere Kunden können bedienerlos zum einen hochproduktiv Bauteile in Serien produzieren, zum anderen aber auch äußerst flexibel Einzelstücke fertigen und somit besonders wirtschaftlich arbeiten“, so Gerald Mies, President Milling & Factory Automation.
Wechsel zwischen Serie und Einzelstück
Je nach Auftragssituation produziert die Anlage in schneller Folge gleiche Bauteile in Serien oder dank automatisierter Umrüstvorgänge Einzelstücke wechselnder Werkstücke. Dies gelingt über viele Stunden völlig ohne Bediener. Fertigungsbetriebe können also besonders wirtschaftlich unter anderem Nacht- und Wochenendschichten als sogenannte Geisterschichten produktiv nutzen.
Dafür sorgt die Kombination aus einem Bearbeitungszentrum Specht 600 mit Palettenwechsler von MAG, einem hängend an einem Portal angeordneten Industrieroboter von Kuka, einem Greiferwechsel- und einem Vero-S Nullpunktspannsystem von Schunk, einer innerbetrieblichen Logistik mit fahrerlosen Transportwagen (Autonomous Guided Vehicles; AGV) von Kuka sowie einer Cloud-Technologie nutzenden Sinumerik-Steuerung von Siemens mit Integration der Robotersteuerung in die CNC-Steuerung des Bearbeitungszentrums.
Die Komponenten werden von den Spezialisten bei MAG IAS jeweils anwendungs- und kundenspezifisch angeordnet. Vorteilhaft ist, dass die modular aufgebaute Anlage auf die Produktionsflächen abgestimmt und bei Bedarf sogar in unterschiedlichen Konstellationen erneut aufgebaut werden kann. Somit lässt sie sich flexibel auf den aktuellen Bedarf des Betreibers abstimmen. Unter anderem können zusätzliche Bearbeitungsschritte, wie Entgraten, Reinigen und Konservieren, oder Mess- und Prüfstationen zur Qualitätssicherung, in den Arbeitsbereich des Roboters integriert werden.
Über AGV in gesamten Produktionsablauf eingebunden
Ein AGV KMP1500, das sich autonom und flexibel im Raum bewegt, bringt Rohlinge in den Arbeitsraum des Roboters und holt von dort fertig bearbeitete Werkstücke ab. Videokameras erkennen die Bauteile und deren Lage, damit der Roboter sie sicher und lagerichtig greift. Letzterer wählt passende Greifer aus seinem Vorrat und be- und entlädt anschließend die Paletten auf dem Wechseltisch des Bearbeitungszentrums. Das gewährleistet minimale Nebenzeiten beim Werkstückwechsel.
Der automatische Greiferwechsel ermöglicht zudem, mit dem Roboter beispielsweise Werkzeuge aus einem externen Zusatzmagazin in das Magazin des Bearbeitungszentrums, als Option auch Blaseinrichtungen zum Reinigen von Vorrichtungen und Werkstücken einzuwechseln. Das trägt wesentlich dazu bei, dass das Fertigungssystem über viele Stunden auch unterschiedlichste Bauteile als Einzelstücke völlig bedienerlos fertigen kann.
Digitaler Zwilling und 3D-Simulation
Gesteuert wird die Fertigungsanlage von einer CNC-Steuerung Sinumerik. Diese kann Daten mit einer Cloud kommunizieren. Besonders komfortabel und vorteilhaft ist, dass – dank der Siemens-Software Run My Robot – die Arbeitsbewegungen des Roboters direkt am Bearbeitungszentrum einfach im Dialog programmiert werden kann. Das verkürzt deutlich die Programmierzeiten. Ermöglicht wird diese Integration durch die universelle Kommunikationsschnittstelle Kuka.PLC mxAutomation. Die Kommunikation mit dem KMP1500 läuft drahtlos. In den Kuka Fleetmanager können jederzeit weitere AGV eingebunden werden. Diese Architektur ermöglicht skalierbare Lösungen gerade auch für den Mittelstand.
Für hohe Prozesssicherheit sorgt die integrierte 3D-Simulation in Verbindung mit einem digitalen Zwilling der gesamten Anlage. Somit lassen sich sämtliche Produktionsabläufe vorab programmieren und prüfen. Dies betrifft zum einen die Funktionen von Bearbeitungszentrum, Roboter, wahlweise integrierten Nachbearbeitungen sowie Mess- und Prüfstationen. Zum anderen können aber auch die wirtschaftlichen Daten zur geforderten Produktivität und zur Verfügbarkeit vor der physischen Inbetriebnahme getestet und verifiziert werden. Das verkürzt erheblich die Zeiten von der Planung dieser automatisierten Fertigungsanlagen bis zum Produktionsanlauf.
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