Die Automatisierung in der spanenden Fertigung wird von unterschiedlichen Faktoren getrieben – wie Kostendruck, Fachkräftemangel oder dem Wunsch nach höherer Produktivität. Dabei sollen mehr unterschiedliche Bauteile schneller gefertigt werden. Daher darf die Effizienzsteigerung nicht zu Lasten der Flexibilität gehen. Dies gilt für die Kleinserien- und Einzelteilfertigung gleichermaßen.
Bei Neuinvestitionen in Bearbeitungszentren wird mittlerweile ein hoher Anteil von Anfang an mit Automatisierungslösung oder entsprechender Vorbereitung beschafft. Gleichzeitig gibt es einen erheblichen Markt für die Nachrüstung von Maschinen mit entsprechender Automatisierung. Zum Einsatz kommen dabei Plattenwechsler, Handlingsysteme etc.
Stabile Prozesse für erfolgreiche Automatisierung
Sind die Anlagen in der Lage ein Bauteil nach dem anderen zu fertigen, setzt dies einen ausreichend stabilen Fertigungsprozess voraus. Denn manuelle Eingriffe in den laufenden Prozess unterbrechen die Automatisierung. Damit diese den erhofften Vorteil bringen kann, müssen Fertigungsaufträge vollständig und sicher sein, ehe diese auf die Maschine gehen. Das bedeutet, dass die Maschine nach dem Aufspannen eines Rohteils und dem Bereitstellen der erforderlichen Werkzeuge ein NC-Programm benötigt, das alle notwendigen Operationen bis zum Abspannen des Bauteils enthält. Dieses NC-Programm muss technologisch vollständig und fehlerfrei sein.
Um dieses Ziel zu erreichen sind Digitalisierung und Automatisierung im Vorfeld der Maschine, also vor der Zerspanung notwendig. Wenn alle Aufgaben vorher in der virtuellen Welt mit exakten digitalen Zwillingen vorbereitet werden, gibt es bei der Abarbeitung keine Überraschungen. Verfügt beispielsweise der Programmierer über ein genaues digitales Modell der geplanten Spannsituation und Maschine und arbeitet mit digitalen Zwillingen der Zerspanungswerkzeuge inklusive exakter geometrischer Daten und technologieerprobter Schnittwerte, entsteht ein NC-Programm, das bereits die meisten der oben genannten Anforderungen erfüllt. Eine anschließende komplette Simulation in der CAD/CAM-Umgebung bringt die letzte Sicherheit für alle Verfahrbewegungen und Endschalter. Dafür sorgt auch die Ausgabe über einen zertifizierten vom CAD/CAM-Hersteller gelieferten Postprozessor. So entstehen komplette NC-Programme mit Sequenzen für das Drehen, Fräsen, Bohren und sogar das prozess-integrierte Messen.
Schnell zum NC-Programm mit Wissensbibliotheken
Automatisierte Bearbeitungszentren im 24/7-Betrieb haben einen hohen Durchsatz an Teilen und benötigen folglich ein hohes Volumen an NC-Programmen. Dieser hohe Bedarf an „perfekten“ NC-Programmen darf aber nicht den Aufwand für Arbeitsvorbereitung und Programmierung erhöhen, denn sonst verringert dies den Effizienzgewinn der Automatisierung.
Daher muss der Prozess der NC-Programmierung automatisiert werden. Dazu wird das im Unternehmen vorhandene Fertigungswissen gesammelt, abgespeichert und als automatisierte Regel in einer Wissensbibliothek zur Verfügung gestellt. Diese Regeln können für ganze Bauteilklassen den Durchlauf vom Dateneingang über die Datenaufbereitung und Vorbereitung der Spannsituation bis hin zum fertigen NC-Programm auf wenige Aktionen für den Anwender reduzieren.
Mit Strategie zur Automatisierung
Eine erfolgreiche automatisierte Einzelteilfertigung aufzubauen, ist für viele Betriebe ein Paradigmenwechsel, der mit der richtigen Strategie angegangen werden muss. Dabei hilft es, einen externen Partner mit ins Boot zu holen, der Erfahrung mitbringt, um die Automatisierung anhand des Produktportfolios richtig zu dimensionieren und die erforderlichen vernetzten und sicheren Prozessketten aufzubauen. Ein weiterer wichtiger Aspekt beim Aufbau einer automatisierten Fertigung ist es, alle Beteiligten für das Projekt zu motivieren und entsprechend zu qualifizieren. Auch dies kann der externe Partner übernehmen, um das Tagesgeschäft möglichst wenig zu beeinträchtigen.
Zerspanungsbetriebe, die in ihrer Fertigung Digitalisierung und Automatisierung etabliert haben, profitieren von hohem Durchsatz und gutem Anpassungsvermögen. Dadurch gewinnen sie die nötige Effizienz und Flexibilität.
Tebis Technische
Informationssysteme AG
Der Autor
Christoph BrücknerKey Account Management / Regionalvertrieb
Handball ist als Mannschaftssport bekannt bei dem es auf jeden einzelnen Spieler ankommt. Beim Zerspanen hochkomplexer Bauteile ist das ähnlich. Von der Idee bis zum fertigen Bauteil bedarf es eines guten Zusammenspiels zwischen technischem Vertrieb, Prozessauslegung, Programmierung und Umsetzung an der Maschine.
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