Es ist vor allem der Wille etwas zu  verändern, der in der spanabhebenden Fertigung den Weg in eine erfolgreiche  Automatisierung mit höherer Wettbewerbsfähigkeit ebnet.

Bild 1. Der FPC (Flexible Palettencontainer) von Fastems bietet einen einfachen Einstieg in die Automatisierung, da das System skalierbar ist und maximal bis zu drei Werkzeugmaschinen gleichen Typs daran angeschlossen werden können

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Flexible Fertigungssysteme

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Smart Factory

Energieeffizienz

Softwaretools für die Zerspanung

Software

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Industrie 4.0

Fertigungsautomation

Planvoller Einstieg  in die Automatisierung

Das industrielle Internet der Dinge stellt neue Anforderungen an die Security  von Automatisierungslösungen in vernetzten Umgebungen.

Die Steuerung ›ctrlX Core‹ bietet eine All-in-One-Network-Appliance und gewährleistet somit Sicherheit

Steuerungen (Hardware und Software)

Automatisierungstechnik

Sicherheitssteuerungen

Elektroautomation

Steuern / Regeln

IoT-Plattformen für die spanende Fertigung

Durchgängige Sicherheit implementiert

Neue Automatisierungslösung für CNC-Fräsmaschinen

Kompakter und flexibler als vergleichbare Lösungen: der FPT (Flexible Pallet Tower) von Fastems für die Automatisierung von CNC-Fräsmaschinen

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FPT von Fastems steigert Produktivität auf kleinem Raum

Upgrade auf Version 8 der MMS für Frühjahr 2022 angekündigt

Die Version 8 der Manufacturing Management Software (MMS) von Fastems enthält neue Funktionen für die Palettenhandhabung und bietet durch datengestützte Einblicke in Fertigungsprozesse die Möglichkeit für eine proaktive Optimierung der CNC-Produktion

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CNC-Produktion proaktiv optimieren

Spanntechnik mit integrierter Sensorik für eine effiziente Produktion steht bei Roemheld im Mittelpunkt des Messeauftritts.

 Messepremiere: Das neue Automatisierungssystem Hilma.ASH mit 80 Millimeter Hub für unterschiedliche Bauteilgrößen 

Messe AMB

werkstatt-betrieb.de

Werkstückspanntechnik, spanend

Spanntechnik

Mit Sicherheit automatisiert  und personalarm fertigen

Produktivitätssteigerung, Präzision und höchste Prozesssicherheit sind ständige Herausforderungen, die Erowa mit intelligenter Spanntechnik optimiert.

Das Nullpunkt-Spannsystem Erowa MTS 4.0 für die Smart Factory erhöht die Prozesssicherheit durch seine permanente Spannfutter-Überwachung

Spannsystem für die Smart Factory

Hermle hat den Fingerwechsel seines Robotersystems ‘RS 05-2’ automatisiert. Die gewonnene Fingerfertigkeit spielt ihre Vorteile bei häufig wechselnden Werkstücken aus.

 Im Robotersystem RS 05-2 hat Hermle den Fingerwechsel mit einer zukunftsweisenden Neuentwicklung, der ‘Roboterhand WPW’ von Kosmek, automatisiert

Handling, Handhabungstechnik für die spanende Fertigung

Handling, Handhabungstechnik

Werkstückhandhabung

Greiferwechsel ohne Stillstand

Edge-Computing wird zum wichtigen Baustein innerhalb der Digitalisierungskette. Für die On-Premise-Lösung sprechen Echtzeitfähigkeit und geringere Sicherheitsrisiken.

1 Die 3D-Darstellung des Werkstücks kann um weitere Datenebenen angereichert werden. Optimierungspotenzial ist so leichter zu identifizieren

NC-Optimierung – Datenerfassung, -visualisierung und -analyse – Edge-Computing

Virtual Machining für die spanende Fertigung

Neue Apps zur Steigerung der Prozessqualität

Intelligente Datenvisualisierung in Echtzeit als Schlüssel zu Effektivität und Prozesssicherheit in digital vernetzten Produktionsketten.

1 Die Idee der Andon-Boards in der Fertigung zur Fortschritts- und Fehlervisualisierung ist an sich nicht neu. Die Maßstäbe, die Peakboard in Sachen Kompatibilität und Flexibilität setzt, hingegen schon

Andon-Board – Prozessvisualisierung – Fertigungs-Kennzahlen – Fertigungsplanung

Prozessvisualisierung

 Prozessdaten sichtbar machen und nutzen

Die APG-S-DT-Schleifmaschinenreihe hat durch den konsequenten Einsatz seines virtuellen  Funktionsmodells optimale Voraussetzungen für verbesserte Produktivität auf allen Ebenen.

Bild 1: Die spitzenlose Rundschleifmaschine APG-S DT liefert während des Betriebs  Informationen an ihren virtuellen Zwilling

Digitaler Zwilling – virtuelle Simulationsmodelle – prädiktive Analyse – Time-to-market

Schleifmaschinen

Digitaler Zwilling

Simulation

Doppeltes Potenzial mit dem Digital Twin

Neben vollintegrierten, kundenspezifischen Lösungen hat DMG Mori über 50 Standard- Automationsprodukte im Portfolio, die sich in ganzheitliche Prozesse einbetten lassen.

Bild 1: Bei WH Flex können nach dem Baukastenprinzip Standardoptionen zu individuellen  Gesamtlösungen zusammengestellt werden 

Werkstückhandling – Maschinenauslastung – Smart Factory – Nebenzeiten verringern

Trends in der Automatisierung

ISG-virtuos ist eine offene Simulationsplattform für digitale Zwillinge. Anwender im Anlagen- und Maschinenbau verkürzen die Inbetriebnahmezeit und schaffen weitere Mehrwerte.

Bild 1: Der Systemtest an einem digitalen Zwilling gestattet exakte Aussagen zur Leistung unter Berücksichtigung aller Komponenten und Baugruppen inklusive der Störsituationen

Digital Twin – digitale Transformation – Time-to-market – virtuelle Inbetriebnahme

Maschinen-Inbetriebnahme, -Kalibrierung

Dienstleistungen

Dienstleistungen in der Metallbearbeitung

Simulationssystem für digitale Zwillinge

Sinumerik One überzeugt durch die Vorteile des digitalen Zwillings für Maschinenhersteller und -betreiber. Das virtuelle Abbild wird zur Führungsgröße für reales Handeln. Dennoch: Was am Ende zählt, sind Qualität und Geschwindigkeit bei der Produktion des Werkstücks.

Bild 1: Das virtuelle Abbild der Sinumerik One wird zur Führungsgröße für reales  Handeln

Originalverhältnis

CNC-Steuerung – Digitaler Zwilling – HMI – Leistungssteigerung – Usability

Steuerungen / CNC für Werkzeugmaschinen

Sinumerik One im Shopfloor – Was leistet die neue CNC?

Die intelligente Pumpensteuerung bplogic übernimmt das Monitoring der angeschlossenen Aggregate und lässt sich optimal in digitalisierte Fertigungsabläufe einbinden.

Bild 1: Die intelligente Pumpensteuerung ›bplogic‹ bietet neben dem Stell- und Regelbetrieb auch erweiterte Anwendungsfunktionen wie eine vom Verschleißzustand abhängige vorausschauende Wartung 

Industrie 4.0 – Pumpensteuerung – Konnektivität – Predictive Maintenance

Kühlschmiermittelmanagement

Betriebsausrüstung / Betriebsmittel

Pumpen und Kompressoren

Maschinenbau

Hydraulikpumpen

Maschinenelemente

Hydraulik-Komponenten

Smarte Steuerung für KSS-Pumpen

„Mit der Veröffentlichung der OPC UA for Machinery sind wir nach langen Jahren der Standardisierungsarbeit im Bereich OPC UA unserem Ziel einer ‚Weltsprache der Produktion‘ einen wichtigen Schritt nähergekommen“, freut sich Hartmut Rauen, stellvertretender VDMA-Hauptgeschäftsführer.

OPC UA Specification for Machine Tools ist nach Angaben des VDW die erste Spezifikation im Maschinenbau überhaupt, die Specification for Machinery voll integriert und damit eindrucksvoll den Nutzen dieser Gemeinschaftsaktivität für Maschinenhersteller und Kunden demonstriert

OPC UA for Machinery und OPC UA for Machine Tools

VDW und VDMA: Meilensteine für Plug and Play

Komplettlösung meistert  alle Herausforderungen

Eine Automatisierungslösung, die sowohl eine durchgängige Qualitätsprüfung als auch die Produktkennzeichnung mit einbezieht, zeichnet die Produktionsstrategie eines finnischen KMUs aus und bietet auch für deutsche Unternehmen einen interessanten Ansatz.

In der nunmehr dritten Generation führt Simo Sihvo sein Unternehmen Konepaja Sihvo Oy mit rund 40 Mitarbeitern rund 50 Kilometer außerhalb von Helsinki/Finnland.

Beim konkreten Produktspektrum der möchte der Geschäftsführer nur ungern ins Detail gehen. Nur soweit: Ein Großteil der Fertigteile werden in Anwendungen eingesetzt, in denen hohe Sicherheitsanforderungen an die einzelnen Komponenten gestellt werden – entsprechend hoch ist der Qualitätsanspruch der Auftraggeber. Darüber hinaus bietet das Unternehmen verschiedenste Dienstleistungen an, darunter 3D-Messungen nach Kundenspezifikationen sowie die Montage von Baugruppen, deren Komponenten in der Regel ebenfalls von der Konepaja Sihvo gefertigt werden. „Die Dimensionen der von uns ausschließlich für den finnischen Markt gefertigten Teile, bewegen sich mit Durchmessern von rund 100 mm bis 1250 mm gewissermaßen im Midsize-Bereich. Bearbeitet werden hierbei auf einer Produktionsfläche von circa 3000 Quadratmetern verschiedenste Metalle, darunter vor allem Gusseisen, wobei der Anteil an Drehteilen relativ hoch ist. Das zeigt sich auch beim Maschinenpark, der aus sechs Drehfräszentren, 20 Drehmaschinen und sieben Fräszentren besteht“, erklärt Tuuka Pasanen, Leiter der Qualitätssicherung von der Konepaja Sihvo.

Konsequente Investitionen  in die Automatisierung

Angesichts hoher Lohnkosten und einem latenten Mangel am Fachpersonal, also ähnlichen Bedingungen, mit denen sich auch deutsche KMUs konfrontiert sehen, setzt die Konepaja Sihvo konsequent auf Automatisierung. Hierzu Simo Sihvo: „Anfang der 90er-Jahre begannen unsere Auftraggeber zunehmend mit einem Outsourcing ihrer Produktionen. Mittlerweile bewegen sich unsere Losgrößen durchschnittlich zwischen 30 und 300 Stück. Ob wir kleinere Stückzahlen manuell oder automatisiert fertigen, hängt aber immer davon ab, ob es sich um Einzel- oder Wiederholaufträge handelt, denn im letzteren Fall kann eine automatisierte Produktion durchaus wirtschaftlich sein. Mittlerweile haben wir mehr als sechs Roboterzellen im Einsatz.“

Ein Gusseisen-Großauftrag  mit besonderen Anforderungen

Vor einige Jahren erhielt Sihvo einen Großauftrag zur Fertigung spezifischer, rotationssymetrischer Teile aus Gusseisen mit einem Durchmesser von rund 700 mm. „Aufgrund der zu erwartenden Losgrößen von rund 10 000 Stück pro Jahr stand für uns von vornherein fest, für die Teilebearbeitung in eine weitere Roboterzelle zu investieren“, meint Tuuka Pasanen und betont: „Eine der besonderen Anforderungen seitens des Auftraggebers bestand jedoch darin, die Fertigteile zu 100 Prozent zu prüfen. Daher benötigten wir eine Komplettlösung, die nicht nur das automatische Be- und Entladen der Maschinen übernehmen sollte, sondern die auch eine durchgängige Qualitätsprüfung als integraler Bestandteil der Gesamtautomation ermöglichte.“

Seinerzeit stand das Unternehmen aufgrund eines bereits realisierten Projektes in Kontakt mit Fastems. In diesem Projekt hatte der Systemintegrator bewiesen, dass er in der Lage war, auch eine Werkstückprüfung in das Automationskonzept einer Roboterzelle zu integrieren. „Aus unserer Sicht kam daher im Grunde nur Fastems als Partner für das ambitionierte Neuprojekt in Frage und gaben daher die Automationslösung in Auftrag“, erklärt Simo Sihvo und Tuuka Pasanen ergänzt: „Wir wurden nicht enttäuscht, denn was Fastems zu dieser Zeit für uns entwickelte, war in Finnland wirklich einzigartig.“

Komplettlösung mit integrierter Qualitätssicherung

Selbst aus heutiger Sicht kann man dem Qualitätsmanager der Konepaja Sihvo nur beipflichten. Zu den Einzelheiten: Die Roboterzelle besteht aus zwei Fünf-Achs-Dreh-/Fräszentren, die von einem Shuttle-Roboter mit einer Traglast von 165 kg be- und entladen werden. Zentraler Bestandteil der Automationslösung ist eine Messmaschine, die sich in einem klimatisierten Raum innerhalb der Zelle befindet. Ist ein Teil fertiggestellt, wird es vom Roboter zum Messplatz transportiert, wobei sich hierzu ein Rolltor zum Messraum öffnet und während der Prüfung schließt. „Der Messraum verfügt zusätzlich über ein zweites Rolltor, das den Zugang von außerhalb der Roboterzelle erlaubt. So können wir neben den in der Zelle gefertigten Teilen bei Bedarf noch weitere Werkstücke prüfen“, so Tuuka Pasanen.

Bei jedem Werkstück ist die Einhaltung von vorgegebenen Toleranzen an bis zu fünf unterschiedlichen Messpunkten durchgängig zu überprüfen. Hierzu wird die Fertigungsqualität einer regelmäßigen Analyse unterzogen. Weicht der Fertigungsprozess von den zu erwartenden Ergebnissen ab, wird die Anzahl der Prüfungen pro Werkstück erhöht. Tuukka Pasanen: „Darüber hinaus führen wir nach einer gewissen Anzahl an gefertigten Teilen eine komplette 3D-Messung durch. Wird die Produktion außerdem nach der Fertigstellung einer Produktionscharge zum Rüsten der Roboterzelle für die nächste Charge gestoppt, überprüfen wir alle relevanten Parameter und können daher entsprechende Anpassungen vornehmen, um gegebenenfalls den Fertigungsprozess weiter zu stabilisieren.“

Die wichtigsten Faktoren für eine hohe Fertigungsqualität sind nach Aussagen des Qualitätsmanagers vor allem die Prüfergebnisse der Messmaschine und demzufolge auch die Temperaturen der Werkstücke während der Bearbeitung. „Wir haben die Dreh-Fräszentren daher eigens mit einer Temperaturkompensation ausstatten lassen. Wichtig ist aber, dass wir neben den Temperaturmessungen auch die Ergebnisse der Messmaschine an die jeweiligen Maschinensteuerungen übertragen können. Das ist ein fortlaufender, automatisierter Prozess während der Produktion. Bewegen sich etwa die Ergebnisse der Messungen an den Fertigteilen innerhalb der Toleranzen nach oben oder unten, erfolgt eine automatische Optimierung des Fertigungsprozesses, indem die Werkzeuge in den Maschinen nachjustiert oder ausgetauscht werden. Jedes Bearbeitungszentrum verfügt daher über ein ausreichend dimensioniertes Werkzeugmagazin mit insgesamt 120 Werkzeugen.“

Belegen kann der Qualitätsmanager die Ergebnisse durch eine lückenlose Dokumentation der Fertigungsqualität. „Unsere Ansprüche sind analog zu den Kundenerwartungen sehr hoch, daher werden alle Prozess- und Messergebnisse der Fertigung zusammen mit den Rohmaterialdaten in einer Datenbank gesammelt. Jedes einzelne Werkstück wird überdies im Zuge der Fertigung noch in der Roboterzelle gekennzeichnet und erhält somit alle relevanten Informationen, die für eine nahtlose Rückverfolgung der Produktionsqualität erforderlich sind.“

Die Roboterzelle von Fastems ist nun seit mehreren Jahren bei der Konepaja Sihvo in Betrieb. „In dieser Zeit haben wir viele wertvolle Erfahrungen gesammelt und überaus positive Ergebnisse erzielt“, resümiert der Geschäftsführer.

 Aus dem Munde von Simo Sihvo klingt diese Aussage vor dem Hintergrund, dass die Automationslösung rund um die Uhr in drei Schichten fertigt und gemessen an den Produktionsstunden eines Jahres zu rund 80 bis  90 Prozent permanent ausgelastet ist, schon fast wie Understatement. Doch Sihvo nennt auch konkrete Zahlen: „Wir haben anfänglich pro Maschine insgesamt 5500 Spindelstunden erzielt und diese Marke mittlerweile schon überschritten. Noch produktiver und wirtschaftlicher geht es wohl kaum!“

Fastems Systems GmbH  

https://www.fastems.com

Ausgabenartikel

 Der auf einem Shuttle installierte Roboter mit einer Traglast von 165 kg kann die beiden Dreh-Fräszentren fortlaufend mit Werkstücken bedienen. Rechts vom Roboter werden die Roh- und Fertigteile abgelegt

 Die Drehfräs-zentren wurden eigens mit einer Temperaturkompensation ausgestattet, um eine hohe Fertigungsqualität sicherzustellen

 Zentraler Bestandteil der Automationslösung ist eine Messmaschine, die sich in einem klimatisierten Raum innerhalb der Zelle befindet. Ist ein Teil fertiggestellt, wird es vom Roboter zum Messplatz transportiert

 Tuuka Pasanen (links), Leiter der Qualitätssicherung, und Simo Sihvo, Geschäftsführer der Konepaja Sihvo Oy, haben gemeinsam mit Fastems in Finnland die Automationslösung realisiert

Hauptartikel-Fastems

Automatisierungslösung von Fastems mit integrierter Qualitätssicherung

Konepaja Sihvo Oy FIN-05800 Hyvinkää Tel. +358 19 436520 <a href="https://www.konepajasihvo.fi/" target="_blank">www.konepajasihvo.fi</a>

Fastems Oy AB FIN-33840 Tampere Tel. +358 3 2685111 <a href="https://www.fastems.de" target="_blank">www.fastems.de</a>

Martinus Menne ist freier Redakteur in Drolshagen <a href="mailto:mm@technikredaktion.de">mm@technikredaktion.de</a>