Es muss schon gute Gründe geben, wenn man eine eigene Roboterzelle entwickelt, um diese dann zusammen mit seinen Werkzeugmaschinen als komplette und automatisierte Prozesslösung zu liefern. Der guten Gründe hat Stama einige gefunden und präsentierte als Weltpremiere die im eigenen Haus entwickelte und gebaute Roboterzelle „Starc“. Das Kürzel steht für „Stama Automation Robot Cell“.
Die Stama Maschinenfabrik realisiert 9 von 10 ihrer ausgelieferten Maschinen als Turnkey-Projekt. Davon ist jede 7. mit automatisierten Handlingkomponenten und den nötigen Schnittstellen ausgerüstet. Hier findet sich so ziemlich alles an Methode, Strategie und Technik, was Werkstücke zu- und abführt und in die Arbeitsräume be- und entlädt. Unabhängig davon, ob der Kunde den Automationspartner im Lastenheft vorgibt oder die Maschine bei Stama oder später in Eigenregie selbst automatisiert.
Tatsache ist: Mehr und mehr Aufgaben werden automatisiert und vermehrt in die Hand von Robotern gelegt – das Investitionsvolumen für die unermüdlichen Helfer steigt stetig. Eine der wesentlichen Herausforderungen bei automatisierten Fertigungsprozessen liegt in der Abstimmung der Schnittstellen zwischen Maschine und Automation.
Die Kombination von Stama-Roboterzelle und Maschine hat den großen Vorteil, dass sich so ein aufeinander abgestimmtes durchgängiges Steuerungs- und Bedienkonzept für Werkzeugmaschine und Robotik mit Peripherie optimal verwirklichen lässt. In der Turnkey-Philosophie des Unternehmens ein markanter Vorteil bei einer automatisierten Prozesslösung aus einer Hand.
Richtiger Zeitpunkt und klare Strategie für das eigene Automationskonzept
Das Be- und Entladen von Werkstücken in und aus Maschinen wird immer nötig sein. Nur gilt das mittlerweile als minderqualifizierte Tätigkeit, und das Angebot an Mitarbeitern, die nur diese Tätigkeit ausführen wollen, ohne auch die Verantwortung und die Kompetenz für die Steuerung und Betreuung des Fertigungsprozesses zu haben, ist recht dünn.
Nicht verwunderlich, ist die reine Teile-rein-Teile-raus-Tätigkeit auf Dauer wirklich nicht sehr attraktiv. Im Kommen ist eine Generation mittel- bis hochqualifizierter Maschinenbediener mit Techniker- oder FH-Abschluss, die ganz im Zeichen von Industrie 4.0. die Produktion mehrerer automatisierter Insellösungen oder verketteter Anlagen faktisch alleine steuern.
Stama hat Mitte 2014 begonnen, für die 1-, 2- und 4-spindligen Bearbeitungszentren und Fräs-Dreh-Zentren eine Standard-Automationslösung mit Roboter zum Be- und Entladen der Werkstücke in und aus den Maschinen zu entwickeln. An dieser Schnittstelle sehen die Schlierbacher das größte Potenzial, um bei den wichtigen Kennzahlen in der Serienfertigung wie Produktivität, Verfügbarkeit und Flexibilität ihre Fertigungslösungen weiter zu optimieren.
Darüber auch die Entscheidung, ein eigenes modulares Automationssystem auf die Beine zu stellen, um bedienerseitig, fertigungstechnisch, serviceseitig und kaufmännisch einen hohen Mehrwert generieren zu können.
Jede Kundenanforderung mit modularem Standard darstellen
Maßgebliche Parameter für das Design der Grundzelle mit Roboter, Steuerung und Werkstückspeicher sind Werkstückgröße und -gewicht, die Werkstückanzahl in der Vorrichtung und die Anzahl der Spannlagen. Durch den modularen Aufbau der neuen Roboterzelle schafft es Stama mit wenigen Standardgrößen, die möglichen Kombinationen an Anzahl und Dimensionen von Werkstücken für jede Maschine im gesamten Maschinenprogramm darzustellen.
Wie lange eine Maschine in Kombination mit „Starc“ autark arbeitet, wird von der Kapazität des Werkstückspeichers – und somit der Werkstückgröße – und der Zykluszeit der Zelle bestimmt. Für ein Beispiel mit 2,5 kg-Werkstücken, einem Speicher mit max. 250 kg Kapazität, einem Vierfachgreifersystem für 2 Rohlinge und 2 Fertigteile und einer Zykluszeit von 72 s werden bei doppelspindliger Bearbeitung 60 Minuten autarkes Produzieren erzielt.
Durch Adaption von Förderbändern oder hochvolumigen Speichersystemen sowie auch im Fall eines geringeren Werkstückgewichts kann diese Produktionszeit beliebig erhöht werden. Gängige Optionen wie Werkstück-Wendestation, Schnellwechseleinheiten für Greifer, Messstation, Ausgabe für Kontrollmessungsteile (SPC) werden innerhalb der Roboterzelle aufgenommen. Die Roboterzelle ist schnell aufgestellt, einfach in Betrieb genommen, benötigt wenig Stellfläche und alles, was sich von außen für Zu- und Abfuhr nähert, kann problemlos andocken.
Die Zelle ist flexibel für neue Produktionsbedingungen – was im Klartext bedeutet, dass die Anwender ohne großen Zeit- und Materialaufwand auf neue Werkstücke und neue Aufgaben umrüsten können. Dazu gehört, dass die gesamte Roboterzelle mit Kran oder Stapler aufgenommen und ohne aufwändige Montagearbeiten aufgestellt und umplatziert werden kann. Die freie Zugänglichkeit zum Maschinenarbeitsraum durch den Bediener ist zu jeder Zeit gegeben.
Analysieren, Visualisieren und Optimieren mit intelligenter Steuerungsstruktur
Die Schnittstellenstruktur und das Steuerungskonzept von Starc sind intelligent aufgebaut, ganz im Sinne von 4.0. Neue Systemkomponenten, die als Erweiterung an die Roboterzelle angedockt werden, identifizieren sich automatisch über spezielle Algorithmen, so dass eine große Systemvarianz bei kürzesten Engineering-Zeiten ermöglicht wird. Das vereinfacht und beschleunigt die Integration und die Reorganisation von Fertigungsprozessen. Auch lässt sich so der Ist-Zustand der Automationslösung abbilden, und über die technische Verfügbarkeit lassen sich anhand von Kennzahlen klare Aussagen treffen.
Die Speicherung aller Daten der Zelle plus ihrer optionalen Ausstattung sowie auch der Fertigungsparameter von Werkzeugmaschine und Werkstücken an einem einzigen zentralen Speicherort sichert die Aktualität und Verfügbarkeit und erlaubt die Visualisierung auf allen mobilen Endgeräten. Damit hat der Kunde selbst oder der Stama-Servicetechniker in Echtzeit von jedem Ort aus (mit Zugang zum Internet) alles im Blick und im Griff.
Mit der neuen Roboterzelle setzt sich Stama einen eigenen Standard, wie ab jetzt die automatisierte Produktion auf ihren Maschinen aussieht. Der Kunde erhält nach wie vor seine vollständige Fertigungslösung aus einer Hand, nur dass er sich jetzt auch noch für eine Roboterzelle entscheiden kann, die komplett von Stama ist – „Starc“.
Stama Maschinenfabrik GmbH www.stama.de
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