Das Fraunhofer IPA digitalisiert zusammen mit dem Stuttgarter Software-Anbieter iFakt die Wertstromanalyse.

Ein Forschungsteam des Fraunhofer IPA entwickelt zusammen mit der iFakt GmbH eine Software, die künftig sämtliche Produktionsdaten automatisiert und echtzeitnah abfragen sowie übersichtlich darstellen soll

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Smart Factory

Energieeffizienz

Softwaretools für die Zerspanung

Software

Industrie 4.0 für die spanende Fertigung

Industrie 4.0

Die Wertstromanalyse im digitalen Zeitalter

Anstatt vieler einzelner Arbeitsschritte integriert ‘Aims’ von Anca den kompletten Werkzeugfertigungsprozess in eine flexible Fertigungszelle inklusive Anbindung an das ERP.

Die ‘Autoset’ genannte Station zur Arbeitsvorbereitung enthält den Aims-Server mit Anca-eigener Software-Suite für Datenschnittstellen und Monitoring

Flexible Fertigungssysteme

Werkzeugmaschinen für die spanende Fertigung

Messe AMB

werkstatt-betrieb.de

Fahrerloses Transportfahrzeug

Logistik

Flurförderzeuge

Automatisierter Werkzeugfertigungsprozess

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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Fertigungsautomation

CNC-Produktion proaktiv optimieren

Zur traditionellen Hausausstellung am Standort Pfronten präsentiert DMG Mori im Zeitraum vom 9. bis 21. Mai seine Neuentwicklungen und Trends für den Werkzeugmaschinenbau erstmals mit einem zweiwöchigen Event. Hier finden Sie einen Überblick über die wesentlichen technischen Neuigkeiten.

Mit 57 ganzheitlichen Automationslösungen aus einer Hand sieht sich DMG Mori in der Lage, die Produktivität jeder Fertigung zu steigern

Komplettbearbeitung

Spanende Verfahren

Komplettbearbeitungsmaschinen

Roboter für Werkzeugmaschinen

Automatisierungstechnik

Handling, Handhabungstechnik

Bearbeitungszentren

Drehmaschinen

Anlagen Additive Fertigung / 3D-Druck, Metall

Anlagen für die Additive Fertigung

Automatisierung, Digitalisierung und zwei neue Maschinen

Nicht nur Corona, auch die Transformation in der Automobilindustrie hat den Index-Werken 2020 einen geschäftlichen Aderlass beschert. Weil man jedoch die Zeit für wichtige Weichenstellungen genutzt und die Entwicklungstätigkeiten unvermindert fortgesetzt hat, konnten auf der Hausausstellung erfreuliche Perspektiven aufgezeigt werden.

OpenHouse-Pressekonferenz mit der Geschäftsführung der Index-Werke (von links): Harald Klaiber, Dr. Dirk Prust (Vorsitzender) und Reiner Hammerl blicken optimistisch in die kommenden Jahre

Automatisierungszellen

Automatisierungskomponenten

Drehen

Drehzentren

Drehfräs-Zentren

Damm, Helmut

Mehrspindel-Drehmaschinen

Retrofit

Instandhaltung

Drehautomaten

Index-Werke mit gelungenen Weichenstellungen

Über die Geschäftszahlen 2021 haben wir bereits berichtet. Hier nun ein Rückblick auf die erste Präsenz-Hausausstellung seit zwei Jahren bei Hermle, die Ende April stattfand. Die Maschinenreihen sind komplett und so rücken Automationslösungen und Digitalisierungs-Softwaretools in den Fokus der Kunden. Zudem sollen Investitionen in die Eigenfertigung die Abhängigkeiten von Zulieferern weiter reduzieren, zum Wohle der Kunden.

Open House 2022 bei Hermle: Für einzelne Branchen, wie hier für den Bereich Aerospace, hatte man Beispielwerkstücke zusammengestellt, die allesamt auf Hermle-BAZ, teils automatisiert, gefertigt werden

5-Achs-Bearbeitungszentren

5-Achs-Simultanbearbeitung

Hermle investiert und setzt auf Automation und Digitalisierung

Die Index-Werke präsentieren ihre umfassende Lösungskompetenz im Kontext hochproduktiven Drehens und Drehfräsens.

Drehen und Fräsen: Blick in den Arbeitsraum der neuen Drehfräsmaschine ‘Index G220’

Apps für die Zerspanung

Stangenlademagazine

Weit mehr als ‘nur’ Drehen

Grob in Mindelheim hat die Messe-lose Zeit genutzt, um sich mit neuen Entwicklungen noch breiter für künftige Zerspanaufgaben aufzustellen.

Gehört zu den Ausstellungsstücken, die Grob auf der diesjährigen AMB zeigt: das neue große doppelspindlige Bearbeitungszentrum ‘G520F’ für Rahmenstruktur- und Fahrwerksteile

Mehrspindel- Bearbeitungszentren

Vorfreude auf das Messe-Comeback

Auf der AMB 2022 präsentiert DMG Mori unter dem Motto ‘We love automation’ sein umfangreiches Portfolio an automatisierten und digitalisierten Fertigungslösungen für eine wettbewerbsfähige Produktion.

DMG Mori präsentiert auf über 2000  m2 und mit 22 Hightech-Maschinen sowie zehn Automatisierungslösungen aktuelle Innovationen und ganzheitliche Technologielösungen für die Zukunft der Fertigung

Fräsdreh-Zentren

Fräsmaschinen

Laser-Bearbeitungsmaschinen

Verzahnen

Digitaler Zwilling

Simulation

Ziel: weitgehende Autonomie

Auf der AMB präsentiert WFL das Dreh-Bohr-Fräszentrum ‘M20-G Millturn’. Neben der Gear-Skiving-Technologie geht der Trend eindeutig Richtung Automatisierung und Integration von Sensoren. Die Lösungen reichen von smarter Software zum Programmieren von Schnecken bis hin zu intelligenten Werkzeugen und Spannmitteln.

Die detailgenaue Planung der 5-Achs-Bearbeitungen sichert die reibungslose Produktion der Turbi-nenschaufeln auf einer Millturn-Dreh-Bohr-Fräsmaschine von WFL

CAM für die Zerspanung

Werkstückspanntechnik, spanend

Spanntechnik

Condition Monitoring für die Zerspanung

BDE/PZE

Führungsanspruch bei der Komplettbearbeitung

Auf der AMB 2022 präsentiert DMG Mori unter dem Motto ‘We love automation’ sein umfangreiches Portfolio an automatisierten und digitalisierten Fertigungslösungen für eine wettbewerbsfähige Produktion mit wirtschaftlich sinnvollem Autonomiegrad.

 DMG Mori präsentiert auf über 2000 m2 und mit 22 Hightech- Maschinen sowie zehn Automatisierungslösungen aktuelle Innovationen und ganzheitliche Technologielösungen für die Zukunft der Fertigung

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

Werkstückhandhabung

Greiferwechsel ohne Stillstand

Wie es gelingt, die ‘Dreh-Bohr-Fräs-Schleif’-Komplettbearbeitung hochkomplexer Großteile zunehmend automatisiert, digitalisiert, wirtschaftlich und nachhaltig zu gestalten, führte WFL bei seinem Technologiemeeting 2022 vor. Fazit: Das Rad lässt sich beliebig weiterdrehen.

Zehn Millturn-Komplettbearbeitungsmaschinen konnten auf dem Technologiemeeting 2022 bei WFL begutachtet werden. Darunter eine M40, auf der ein Demowerkstück die Kompetenzen des Linzer Maschinenbauers unter anderem bei der Rotorfertigung mit Schrägverzahnung verdeutlichte

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Schwerzerspanung

Großteilebearbeitung

Da bleibt kaum mehr ein  Konfigurationswunsch offen

Siemens eröffnet einen digitalen, herstellerübergreifenden, unabhängigen App Store für Industriekunden. Der Marktplatz bildet den Transaktionsmechanismus speziell für die Siemens Industrial Edge Plattform.

Auf Basis der Siemens Industrial Edge Plattform können App-Drittanbieter im App-Store Lösungen für Industriekunden mit nur wenigen Klicks verfügbar machen

Marktkommunikation

EVU-Software

Siemens führt das offene Industrial Edge Ökosystem ein

Planvoller Einstieg  in die Automatisierung

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

Wo ein Wille ist, ist auch ein Weg, heißt es. Und es ist vor allem der Wille etwas zu  verändern, der in der spanabhebenden Fertigung den Weg in eine erfolgreiche  Automatisierung mit höherer Wettbewerbsfähigkeit ebnet.

Jeder Fertigungsprozess verfolgt das Ziel, die Produktivität zu steigern. Shop-Floor-Layouts unterliegen daher ständigen Veränderungen und entwickeln sich im Laufe der Zeit. Im Hinblick auf die zukünftige Planung und auch Investitionsentscheidungen ist eine funktionale Anordnungc von Maschinen unerlässlich. Unter den Produktionsphilosophien und -methoden, die sich auf die Produktivität konzentrieren, ist ›Lean‹ eine der weit verbreitesten und bekanntesten.

Innerhalb von ›Lean‹ existiert der Begriff ›Flow‹, oder nennen wir es auch ›Fluss‹, um die verschiedenen Ströme der Wertschöpfungsketten eines Unternehmens zu beschreiben. Im Sinne dieser Ströme existiert in der Metallverarbeitung der Fluss von: Rohmaterialien, Bestand an halbfertigen Teilen im Fertigungsprozess (WIP, work-in-progress), Fertigteilen, Bedienern, Maschinen und Informationen.

 Um den Fluss innerhalb der einzelnen Prozesse zu verbessern, müssen die Barrieren identifiziert werden, die ihn behindern. Die drei Hauptbarrieren in der Metallzerspanung sind Entfernung, Rüstzeiten und Qualität.

<ul><li>Entfernung: Alle Transporte zwischen Bearbeitungsprozessen und Lagern sind nicht wertschöpfend für das Teil selbst.</li><li>Rüstzeiten: Dauert das Umrüsten zwischen den bearbeiteten Chargen sehr lange, besteht die Versuchung, Chargen über das eigentliche Auftragsvolumen zu fertigen, wodurch WIP und Bestände entstehen.</li><li>Qualität: Ist die Ausschussrate hoch, neigen Hersteller dazu, mehr zu produzieren, wodurch wiederum unnötige Bestände entstehen.</li></ul>

Die Liste ließe sich beliebig fortsetzen. Die entscheidende Frage lautet daher: Welche Methoden und Lösungen gibt es, um diese Barrieren zu überwinden?

Eine Möglichkeit zur Verbesserung der Arbeitsabläufe besteht darin, die aktuelle Philosophie in Bezug auf Werkzeugmaschinen kritisch zu hinterfragen. Aufgrund der Fokussierung auf die Zerspanungsleistung und die Auslastung der Werkzeugmaschinen wird zwar viel produziert, sie baut aber gleichzeitig auch Lagerbestände auf, bindet Stellfläche und schafft einen erhöhten Bedarf an Intralogistik. Stattdessen ist die Investition in multifunktionale Bearbeitungszentren (BAZ) ein Schlüssel zur markanten Steigerung der Agilität bei Fräsanwendungen.

Multifunktionale, hochproduktive 4- oder 5-Achs-BAZ sind in der Anschaffung teurer als traditionelle 3-Achs-Maschinen. Dennoch kann eine 4-Achs-Maschine mit der richtigen Automatisierung die gleiche Leistung erbringen wie drei 3-Achs-Maschinen. Um die Investition in eine solche Maschine zu rechtfertigen, muss sie produzieren – möglichst permanent. Damit die Spindeln laufen, müssen folgende Bedingungen erfüllt sein:

<ul><li>Erhöhung der Produktionszeit,</li><li>Reduzierung der Rüstzeiten beim Werkstückwechsel,</li><li>Reduzierung der Gesamtwartezeiten</li><li>Reduzierung von Puffern bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Service-Levels.</li></ul>

Um eine hochproduktive Maschine auslasten zu können, empfiehlt sich eine palettenbasierte Automation. Sie schafft die notwendige Flexibilität zwischen den Aufspannungen und ermöglicht eine unbemannte Produktion. Durch die Kombination eines multifunktionalen BAZ mit flexibler Automatisierung lässt sich eine sehr hohe Auslastung der Werkzeugmaschinen erreichen. Existiert überdies eine hohe Teilevielfalt in der Fertigung, muss das Werkzeugmagazin der Maschine entsprechend dimensioniert sein. Nur so lassen sich zeitaufwendige Werkzeugwechsel und damit Produktionsengpässe vermeiden.

Die Ergebnisse: Die Produktionszeit steigt, während die Rüstzeiten hauptzeitparallel erfolgen. Überdies sinken die Wartezeiten für die Bereitstellung der zu bearbeitenden Werkstücke und für die ansonsten erforderliche Pufferung von Teilen, etwa für die Zweiseitenbearbeitung (OP10 und OP20).

Die zentralen Zielsetzungen im Hinblick auf die Automatisierung von Fräsmaschinen mit palettenbasierten Lösungen sind: mehr Spindelstunden, unbemannte Produktion, schnelleres Umrüsten und eine höhere Transparenz über die Produktion.

Angesichts dieser Potenziale stellt sich zudem die Frage nach den zukünftigen Anforderungen an die Produktion. Es ist kein Geheimnis, dass allein die physische Automatisierung nicht alles lösen kann. Vor diesem Hintergrund ist vor allem die Produktionsplanung eine Herausforderung, da sie mit höherer Teilevarianz und kleineren Stückzahlen pro Auftrag immer komplexer wird: Wie kann pünktlich geliefert werden? Wie reagiert man auf plötzliche Änderungen? Wie werden WIP und Bestände vermieden? Wie agiert man proaktiv statt reaktiv?

Angesichts solcher Fragen wird schnell klar, dass sich die Produktion nicht mehr mit Excel-Tabellen organisieren und planen lässt. Stattdessen sollte über eine automatische Produktionsplanung nachgedacht werden, etwa mit einer leistungsstarken Software wie der Manufacturing Management Software (MMS) von Fastems.

Mit der MMS werden die Aufträge entweder aus dem ERP-System übertragen oder manuell eingegeben. Basierend auf den Fälligkeitsterminen und den verfügbaren Produktionsressourcen (NC-Programme, Rohmaterialien, Werkzeuge, Maschinen, Spannvorrichtungen, Bediener) plant die MMS automatisch die Produktion für Monate im Voraus. Bei unerwarteten Ereignissen, etwa einem Maschinenausfall oder einem dringender Auftrag, plant das System automatisch die gesamte Produktion unter Berücksichtigung aller notwendigen Ressourcen und Fälligkeiten neu. Die Software liefert zudem Echtzeitdaten über die aktuell laufende Produktion und erstellt Prognosen über die bevorstehende Fertigstellung von Produktionsaufträgen.

Die Umstellung des aktuellen Status quo auf eine automatisierte Produktion erfordert eine Änderung der Produktionsphilosophie. Oft ist es sinnvoll, bei der Automatisierung schrittweise vorzugehen.

Als erstes sollte die Produktion als ein auf ›Warteschlangen‹ basierender Betrieb betrachtet werden. Typischerweise unterscheidet sich dies nicht besonders von früheren Produktionsphilosophien, wodurch die Automatisierung schnell und mühelos hochgefahren werden kann. Die flexible Automatisierung hat jedoch mehr zu bieten und erfordert weniger Aufwand für den Bediener, wodurch die Effizienz auf ein neues Niveau gehoben wird. Um den Nutzen der Automatisierungstechnik zu maximieren, muss man sich um die Datenverwaltung kümmern und verschiedene Prozesse verändern. Das bedeutet auch, Produktionsdaten in einem Leitrechner zu hinterlegen, um Werkstücke reproduzierbar zu machen. Geschieht dies konsequent und in Kombination mit einer sinnvollen Organisation im Bereich der Automatisierung, wird die automatisierte Produktion von Erfolg gekrönt sein.

Doch welche Lösungen sind am besten dafür geeignet, die Produktivität zu steigern? Palettenpools, Palettentürme und lineare flexible Fertigungssysteme liegen aus Investitionssicht in etwa in der gleichen Kategorie. Ein Vergleich verdeutlich die wesentlichen Unterschiede zwischen den typischen Automatisierungslösungen für Horizontalfräsmaschinen.

Palettenpools sind in Bezug auf die mögliche Anzahl von Paletten begrenzt. In Kombination mit der warteschlangenbasierten Arbeitsverwaltung führt dies zu einer geringeren Flexibilität in Bezug auf die Werkstückbearbeitung und die unbemannte Fertigung.

Mehrstöckige Palettentürme bieten im Vergleich zu Palettenpools eine deutlich höhere Palettenkapazität. Der Nachteil: sie schränken in der Regel den Arbeitsbereich der Werkzeugmaschine ein und sind für geringere Nutzlasten ausgelegt. Die Arbeitsverwaltung erfolgt, ähnlich wie bei Palettenpools, über Warteschlangen. Die Arbeitsergonomie der pool- und turmbasierten Lösungen sollte ebenfalls berücksichtigt werden.

Lineare Lösungen erlauben durch ergonomische Ladestationen ein weniger aufwendiges Arbeiten. Darüber hinaus bieten flexible Fertigungssysteme eine höhere Palettenkapazität pro Maschine, ermöglichen eine höhere Auslastung der Werkzeugmaschinen von bis zu 85 Prozent und lassen sich mit vergleichsweise geringen Investitionskosten für mehrere Werkzeugmaschinen erweitern.

Fastems Systems GmbH  

https://www.fastems.com

Ausgabenartikel

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

Bild 2. Multifunktionale Bearbeitungszentren mit Paletten-Automatisierung erhöhen die  Produktivität in der Fertigung, indem sie Rüst- und Wartezeiten sowie Puffer reduzieren und gleichzeitig eine unbemannte Produktion erlauben

Bild 3. Die MMS ist in der Lage, direkt aus einem ERP-System heraus Produktionsaufträge  automatisch zu planen und zu steuern, ganz im Sinne von Just-in-Time-Lieferung und  maximaler Kapazitätsauslastung

Bild 4. Ein schrittweiser Einstieg in die Automatisierung bringt oftmals langfristig den größten  Nutzen

Bild 5. Vergleich von Palettenpools, mehrstöckigen Palettentürmen und linearen Flexiblen Fertigungssystemen (FFS)

Fastems-Hauptartikel

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