Fertigungssystem für Futterteile

24.06.2014 - Oliver Hagenlocher


Rund 30 Prozent der Kosten für eine Maschinenbaulösung entfallen heute auf IT- und Automatisierungstechnik – Tendenz stark steigend, so das Ergebnis einer Umfrage des VDMA unter seinen Mitgliedsunternehmen zu Beginn des Jahres 2013. Automationstechnik wird demnach immer wichtiger, um passgenaue, wettbewerbsfähige Lösungen zu erarbeiten. Welche herausragenden Möglichkeiten intelligent verkettete Fertigungssysteme tatsächlich eröffnen, verdeutlicht die EMAG Gruppe mit einem Fertigungssystem für Futterteile. Vier zentrale Operationen laufen sehr schnell hintereinander ab – und die Bauteilkosten sinken ebenso schnell.

Längst schon ist die Automationstechnologie global erfolgreich – auch und gerade in den aufstrebenden Schwellenländern. Hier steigt der Wettbewerbsdruck ebenso an. Andererseits fehlen qualifizierte Arbeitskräfte. Zudem müssen Unternehmen immer schneller und flexibler auf die technologische Entwicklung reagieren.  Diese Indikatoren sind typische Bedingungen für eine zunehmend automatisierte Produktion. Allerdings ist die Entwicklung und Konstruktion von Fertigungssystemen, die mit Robotern, Greifern oder Transportbändern miteinander verkettet werden, eine meist sehr komplexe Aufgabe, wie Dr. Achim Feinauer, Geschäftsführer der EMAG Holding GmbH deutlich macht: „Wir haben uns aktuelle Konzepte angeschaut. Gerade beim Teilefluss zwischen den einzelnen Bearbeitungsschritten kommen häufig unnötig inhomogene Lösungen zum Einsatz. Sie machen die Anlage störanfällig und letztlich schwierig zu bedienen.“

Weniger ist mehr
Das Ziel der EMAG Ingenieure bei der Entwicklung eines neuen Fertigungssystems stand deshalb von Anfang an fest und lässt sich unter dem Schlagwort „Vereinfachung“ zusammenfassen: Je weniger (zumeist komplexe) Automationstechnologie zum Einsatz kommt, umso stabiler und weniger fehleranfällig läuft der gesamte Produktionsprozess ab. Vor diesem Hintergrund erklärt sich auch die Entwicklung der neuen VL- und VT-Maschinen, die als zentrale „Bausteine“ eines Fertigungssystems zum Einsatz kommen: Die Maschinen sind äußert kompakt konstruiert und lassen sich bereits in der „Stand-alone“-Version perfekt auf unterschiedliche Anwendungen anpassen. Ein modulares Konzept macht es möglich. Werden mehrere VL- und VT-Maschinen für komplexe Aufgaben nebeneinander angeordnet, lassen sie sich mithilfe von Automationskomponenten einfach miteinander verketten. Das eröffnet eine riesige Bandbreite von Möglichkeiten.

Kleine Wege – kleine Nebenzeiten
Technische Basis und Grundvoraussetzung des Automations-Ansatzes ist zunächst das EMAG typische Pick-up-Prinzip: Die Werkstücke werden mithilfe der Arbeitsspindel in den Arbeitsraum der Maschine hinein- und heraustransportiert. Den Teiletransport zwischen den Anlagen übernehmen wiederum Förderbänder oder Shuttle-Systeme, die hinter dem Arbeitsraum angebracht sind. Ein Automatisierungsmodul setzt die Werkstücke vom Transportband in die Schlepprahmen ein. An den Schnittstellen zwischen den Anlagen können zusätzlich kleine Puffer oder Ausschleus-Stationen zum Einsatz kommen. Insgesamt sorgt dieses kompakte und prozesssichere System dafür, dass der reine Automatisierungsanteil der Fertigungslinie im Vergleich zu anderen Lösungen um rund 15 Prozent kleiner ausfällt. Dazu kommt ein zweiter, entscheidender Vorteil: Die Wege zwischen den kompakten VL- und VT-Anlagen sind kurz. Deshalb wird die Durchlaufzeit für ein Bauteil minimiert – und das bedeutet: Die Kosten für ein Bauteil sinken.

EMAG als Systemlieferant
Eine zentrale Rolle bei der Entwicklung von komplexen Fertigungssystemen spielt das reibungslose Zusammenspiel der eingesetzten Technologie. Zudem muss das System immer auf die speziellen Anforderungen am Produktionsstandort zugeschnitten werden – eine ganzheitliche Lösung „aus einer Hand“ bietet deshalb entscheidende Vorteile. „Genau an dieser Stelle spielt unser Ansatz seine ganze Stärke aus“, erklärt Dr. Feinauer.  „Wir treten als Systemlieferant auf und entwickeln das komplette System von der einzelnen Maschine über die Automationskomponenten bis hin zur Anbindung an die Logistik.“ Dafür stehen standardisierte Automationskonzepte und Automationsmodule bei EMAG zur Verfügung. Die Automationsmodule wurden zeitgleich mit den neuen modular aufgebauten VL- und VT-Einheiten konzipiert. Mit der passgenauen Konstruktion der gesamten Anlagenarchitektur wird allerdings nicht nur der prozesssichere Produktionsablauf garantiert. Zugleich kann die modulare Bauweise sehr schnell und flexibel auf steigende Stückzahlen oder veränderte Bauteil-Anforderungen angepasst werden. So ist es beispielsweise möglich, einzelne Operationen zu erweitern – quasi inmitten der Produktionslinie. Jede Operation und auch das Maß an Automatisierung lässt sich beliebig verändern.

VL-Plattform als Basis
Die verwendeten Maschinen basieren alle auf der neuen VL-Plattform. Vier zentrale Operationen laufen hintereinander ab: Das Drehen der erste Seite (OP 10) und das Drehen der zweiten Seite (OP 20) erfolgt jeweils auf einer VL 2, ein Verzahnprozess per Wälzfräser vollzieht sich in einer VLC 200 H (OP 30) und das abschließende Entgraten des Bauteils garantiert eine VLC 100 D (OP 40). Die zwei unterschiedlichen Steuerungssysteme (Fanuc und Siemens) der VL- bzw. VLC-Maschinen in einem Fertigungssystem verdeutlichen dabei einmal mehr die Möglichkeiten, wie die Maschinen miteinander kombiniert werden können.

Vorteile der VL- / VT-Fertigungssysteme:

  • Kompakte und platzsparende Konstruktion
  • Passgenaue Automatisierungslösung je nach Anwendungsfall
  • Effizienter Teilefluss mit kurzen Wegen und geringen Nebenzeiten
  • Modulares Fertigungskonzept – jederzeit erweiterbar und anpassbar
  • Einfach bedienbares Gesamtsystem mit kurzen Umrüst- und Wartungszeiten
  • Ganzheitliche Entwicklung und Konstruktion aus einer Hand –  von der Maschine über den Prozess bis zur Automation

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