Automatisierung und flexible Fertigung von kleinen Losgrößen Markus Michelberger 1
Herausforderungen allgemein Flexible Fertigung von Kleinserien und Einzelteilen = Widerspruch?? Während die automatisierte Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen früher auf große Serien beschränkt war, wird sie heute auch bei kleinen Losgrößen und Einzelstücken mehr und mehr zum Standard. Ziel ist es, rüstzeitbedingte Stillstandzeiten zu reduzieren und eine mannarme Fertigung rund um die Uhr zu ermöglichen. Dabei gilt das souveräne Zusammenspiel von Spannmitteln und Greifsystemen als ein entscheidender Erfolgsfaktor. Wer eine hohe Varianz beherrschen und kleine Losgrößen mit maximaler Effizienz fertigen will, sollte zuallererst die Komplexität seiner Prozesse reduzieren. Besonders große Effekte erzielen Unternehmen, die stets das Gesamtsystem aus Maschine, Spannmittel, Werkzeugen, Greiftechnik und anderen Komponenten im Blick haben. 2
Losgröße Herausforderungen allgemein NICHT beeinflussbar! = Kundenwunsch beeinflussbar! = Stellschraube für Produktion Einfluss Rüstzeit auf Stückkosten Teilevarianz 3
Herausforderungen allgemein Lieferfähigkeit als Ziel Störfaktoren Anforderungen Wachstum unsichere Prozesse Reduzierung Vielfalt keine Prozessstörungen hoher Auftragsbestand begrenzte Verfügbarkt. Personal Ausschuss Ertrag KVP Steigerung Kapazität 4
Ertrag Fertigungskosten Rüstkosten Ertrag Rüstkosten Fertigungskosten Herausforderungen allgemein Ertrag steigern aber wie? 5
Den passenden Automationsgrad finden Varianz / Komplexität Einzelteilfertigung Einplatzmaschinen Flexible Fertigungssysteme Werkstückspeicher Portale Mix aus Palettenhandling + Werkstückhandling Roboterbeladung Stangenlader Rundtaktmaschinen Transfersysteme Losgröße 6
Hauptanwendungen in der Automatisierung Es gibt 2 grundlegende Arten für die Automatisierung von Werkzeugmaschinen: Teilehandling Palettenhandling 7
Teilebeladung automatisiert Werkzeugmaschine + Roboter + Werkstück = Teilehandling c 8
Beispiel: integrale Beladung 3-Achs BAZ Beladesystem direkt in Maschine integriert wasserdichter Parallelgreifer Zentrischspanner TANDEM KSP plus Zyklus für die Beladung eines Werkstücks: nur 5 Sekunden 9
Beispiel: 4-Achs-BAZ Matsuura H plus 300 Werkstückmagazin integriert Spindelgreifer Typ GSW Lean-Automation: Beladung über die Maschinenspindel TANDEM Zentrischspanner KSP-LH plus 10
Beispiel: Teilebeladung 7-Achs-Dreh-Fräszentrum Drehfutter mit Backenschnellwechsel Greifer-Wechselsysteme Werkzeugmagazin beste Zugänglichkeit 11
Palettenhandling automatisiert Werkzeugmaschine + Linearachssystem/Roboter + Paletten = Palettenhandling (Werkstücke werden in der Regel manuell auf den Paletten vorgerüstet) c 12
Beispiel: Beladung durch Roboter Nullpunktspannsystem VERO-S NSA plus / NSE plus Roboterkupplung für Palettenhandling VERO-S NSR diverse Spannsysteme (pneumatisch, hydraulisch, manuell) 13
Beispiel: Beladung über Werkstückspeicher Nachrüstmöglichkeit an nahezu jeder vorhandenen Maschine Nullpunktspannsystem VERO-S NSE plus 138 Kleinteilespanner (Zentrischspanner) 14
KVP: Reduzierung der Komplexität Beispiel: Spannmitteldefinitionen Kriterien: gute Zugänglichkeit 2 Aufspannungen für 6-Seiten-Bearbeitung Mehrfachspannung nur 3 Spannmittel und 3 Turmgeometrien 15
Realisierte Aufspannungen 16
Realisierte Aufspannungen 17
Realisierte Aufspannungen 18
Das richtige Spannsystem Die Vielfalt an Werkstücken und Anforderungen stellt besonders hohe Ansprüche an die optimale Spanntechnik: flexibel und wandlungsfähig vielseitig schnell und einfach in der Bedienung wartungsarm, schmutzunempfindlich präzise und langlebig rüstfreundlich hohe Verfügbarkeit Die Lösung? SCHUNK VERO-S Spanntechnik-Baukasten 19
Der SCHUNK-Spanntechnik Baukasten Der Baukasten ist die Basis! In Abhängigkeit von der Werkstückvielfalt und Maschine entstehen durch die Kombination der unterschiedlichen Spannmöglichkeiten eine Vielzahl neuer, passender Spannlösungen. In Summe ergeben sich durch die Kombination der unterschiedlichen SCHUNK-Standardkomponenten inzwischen weit über 500 unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten Für jedes Werkstück und jede Maschine die passende Standardlösung c 20
Zusammenfassung Automation bedeutet nicht 0 oder 1 es gibt unterschiedlichste Formen der Automation die Komplexität muss vorab reduziert werden Gesamtsystem aus Maschine, Spannmittel, Werkzeugen und Beladung Prozesse müssen vorab stabilisiert werden Automation steigert die Wettbewerbsfähigkeit und sichert Arbeitsplätze Ertragssteigerung durch Automation flexible Fertigung und Automation ist kein Widerspruch 21
Ausblick: Automatisierung übermorgen! bring mich an Maschine 4711 Prüf mich und montiere mich zusammen mit 192.168.37.3 22
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