MAG demonstrierte damit auf der EMO 2019 die „digitale Fabrik“ aus heute verfügbaren Komponenten, welche in der virtuellen Welt mit den unterschiedlichsten digitalen Zwillingen der realen Produkte entstanden sind. Anhand der vorgestellten Fertigungszelle wurde die Verbindung hergestellt zwischen dem MAG-Leistungs- und Produktportfolio sowie den Produktionsfunktionalitäten, welche an verfügbaren Anlagenbestandteilen gezeigt werden, aber auch in der kommenden Produktgeneration in optimierter Form einziehen werden. Modularisierung und Integration werden auch für die digitale Fabrik die tragende Plattform bleiben, jedoch wird der Einsatz modernster Methoden und Werkzeuge den Baukasten gestalten.
In der Demonstrationsanlage wurde die mechanische Bearbeitung von Bauteilen aus dem Bereich E-Mobilität auf einer CNC-Bearbeitungsmaschine Specht 600 gezeigt. Die Specht-Produktfamilie ist ein Ergebnis konsequenter Weiterentwicklung der Technologieintegration für die Volumenfertigung in die Werkzeugmaschine unter den Prämissen Produktflexibilität (Anpassung an Werkstückmodifikationen), Prozessflexibilität (Veränderung der Fertigungstechnologie), Volumenflexibilität (Marktanpassung der Produktion) und Produktivitätsoptimierung (Steigerung der Anlagenverfügbarkeit).
Erfahrungen im Automotive-Bereich
Mit den Erfahrungen der Systemmaschinen im 18-schichtigen Wochenbetrieb und den höchsten Anforderungen an Qualität und Produktivität bei der Motoren- und Getriebefertigung der OEMs im Automotive-Bereich bringt die Specht-Baureihe eine überragende Performance im Betrieb als konfigurierbarer Technologieträger. Gerade bei Bauteilen, wo eine maximale Bearbeitungsgenauigkeit über den gesamten Arbeitsraum erforderlich ist, überzeugt der Rahmenaufbau der Specht-Baureihe.
Bereits bei der Achsanordnung differenziert sich die Produktfamilie von Maschinen des Wettbewerbs und liefert damit die wesentlichen Vorteile für die Robustheit und Fertigungsqualität. Die Integration der Motorspindel in die X- und Y-Achsen sowie deren Anbindung an einen Rahmenständer bietet eine maximale Steifigkeit des Maschinenaufbaus in allen Bearbeitungspositionen im Vergleich zu Fahrständervarianten. Die gleichbleibend hohe Systemsteifigkeit, unabhängig von der Spindelposition, wirkt sich sehr vorteilhaft auf die Präzision am Werkstück und auf die Standzeit der teuren Hochgeschwindigkeitswerkzeuge aus PKD.
Auf der Werkstückseite der Specht 600 bewegt sich die Z-Achse, auf welcher die beidseitig angetriebene A-Achse mit integriertem B-Achsen-Tisch verfahren wird. Die Z-Achsen-Anordnung im Werkstückbereich bietet den Vorteil des Heranfahrens des Werkstückes an die Bearbeitungsspindel, was dem Werkzeug eine maximale Steifigkeit an der Einspannstelle mitgibt und eine maximale Werkzeugstandzeit möglich macht. Zusätzlich unterstützt diese Achsanordnung auch den Einsatz von sehr langen Werkzeugen, z. B. Tiefbohrer oder Bohrstangen.
Auf der Maschine kann sowohl nass, trocken und mit Minimalschmierung gearbeitet werden, was dem Energieverbrauch und den Umweltthemen sehr entgegenkommt.
Werkzeugbeladung mit dem Roboter
In den vergangenen Jahren hat MAG Automation und Peripherieeinheiten wie Reinigen, Messen und Montieren unter dem Markennamen „Factory Automation“ als eigenes Produkt wieder aufgenommen. Die Vorteile liegen auf der Hand mit einer schnelleren und kostengünstigeren Abwicklung durch MAG als „Systemhaus“. Ein auf Schienen verfahrbarer Roboter Fanuc R-2000 be- und entlädt die Maschine mit Werkstücken von vorne und Werkzeugen von der Seite. Die Werkzeugbeladung mit dem Roboter bietet mehr:
- Die Magazingröße definiert damit nicht mehr den Werkzeughaushalt der Maschine und erhöht so die Flexibilität.
- Schwere Werkzeuge, insbesondere Sonderwerkzeuge, erforderten aus ergonomischer Sicht immer Ladehilfsmittel, welche an der Maschine entfallen.
Werkstück und Werkzeuge werden mit einem Flurfahrzeug (AGV) bereitgestellt und abtransportiert. Im Ladebereich des Zellenroboters ist eine MAG-Reinigungsstation integriert, welche die Werkstücke nach der Bearbeitung von Spänen und Kühlmittelanhaftungen befreit (Trockenreinigung) und eine Verschleppung innerhalb des Systems verhindert.
Das Versorgungsfahrzeug (AGV) pendelt zwischen der Bearbeitungszelle und einem multifunktionalen Werkstück- und Werkzeughandhabungs-Bereich. Ein stationärer Fanuc-Roboter übernimmt dort die Werkstückentnahme von der Rohteilpalette und die Beladung der Fertigteilpalette von und zu dem Versorgungsfahrzeug. Als weitere Station in dem Arbeitsbereich dieses Roboters vermisst ein Prüfgerät Equator 500 von Renishaw die Werkstücke nach der Bearbeitung und übermittelt die Ergebnisse an die Zerspanungsmaschine zu Kompensationszwecken. So können Trends durch thermische Einflüsse oder Verschleiß am Werkzeug erfasst und der Maschine für Korrekturen zur Verfügung gestellt werden.
Benötigt die Maschine Ersatzwerkzeuge, so können diese ebenfalls vom Versorgungsfahrzeug zur Zelle transportiert werden. Die dazu vorgesehenen Werkzeuge werden exemplarisch aus einem im Handhabungsbereich des stationären Roboters positionierten Werkzeugspeicher auf das Versorgungsfahrzeug geladen und die verbrauchten Werkzeuge von dort zurückgebracht in den Speicher.
Im Präsentationsbereich „Digital Friends“ wurden alle Schritte der Planung (Prozessplanung, Materialflussplanung und Simulation), der Konstruktion (Prozessoptimierung mit dem Prozesszwilling, NC-Programmerstellung, die virtuelle Inbetriebnahme der Software mit dem Produktzwilling und Materialfluss-Simulation sowie Programmerstellung), der Inbetriebnahme (virtuelle Inbetriebnahme und Mixed Reality) sowie des Service nach Auslieferung (Augmented Reality, AR-Servicebrille für Schulung und Instandhaltung) am Beispiel dieser Produktionsanlage vorgestellt. Diese Vorgehensweise und Werkzeuge werden bereits für Kundenprojekte genutzt und einige MAG-Kunden führen bereits Vorabnahmen am digitalen Zwilling vor dem Bau der realen Maschine durch.
Die flexiblen Produktionsanlagen von morgen sind nicht nur auf Produktvarianten oder Produktfamilien fixiert, sondern bieten einen wesentlich höheres Niveau in Bezug auf Produkt- und Prozessflexibilität.
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