ROBODRILL und FANUC Roboter sind Garanten einer flexiblen Automation
Die Produktionsmaschinen der niederländischen Firma Vullings Metaalbewerking laufen rund um die Uhr. Die Wahl der Maschinen, die Produktionsorganisation, die CNC-Progamme – alles ist auf Automation ausgerichtet. Konkret auf flexible Automation, da auch kleine Stückzahlen und Kleinserien in dieser hochautomatisierten Arbeitsumgebung gefertigt werden.
Der Sitz von Vullings im niederländischen Ort Horst beherbergt zwei Teilunternehmen. Vullings Systemen BV produziert traditionell Sprühsysteme für den Gartenbausektor. Die Firma entwickelt und fertigt aber auch kundenspezifische Ausrüstung. Vullings Metaalbewerking BV ist ein Zulieferunternehmen, das Produkte für Dreh- und Fräsarbeiten herstellt, die zumeist aus Edelstahl und anderen komplexeren Stählen gefertigt sind. Aber auch Kunststoffe können bearbeitet werden. „Beide Unternehmen ergänzen sich gut“, so Betriebsleiter Jeroen Evers. “Die beiden Geschäftsbereiche Metaalbewerking BV und Systemen BV von Vullings arbeiten bei der Herstellung von Maschinenteilen und Systemen für den internen Gebrauch und für externe Kunden eng zusammen.”
7 Tage pro Woche bis zu 24 Stunden am Tag
Das vor 10 Jahren begonnene Automationskonzept ist mittlerweile in alle Geschäftsbereiche integriert und hat zur Anschaffung von bisher fünf Robotern geführt.
Die Bearbeitungszentren drehen sich tagtäglich an 7 bzw. 24 Stunden. Bei unserem Besuch fertigte eine ROBODRILL-Maschine gerade Arme für Champion-Sprühsysteme. Ein FANUC Roboter nimmt nacheinander die Gussteile von dem Zuführband auf und übergibt sie an die Maschine. Das optische System über dem Förderer teilt dem Roboter mit, wo sich die Teile befinden und wie sie aufzunehmen sind. Nach der Bearbeitung nimmt der Roboter den Sprüharm auf und platziert ihn auf dem Abführband. Dabei kontrolliert das optische System die verfügbare Ablagefläche auf dem Band und steuert das Band gegebenenfalls so, dass freie Fläche bereitgestellt wird. Die Bediener stellen sicher, dass am Ende des Arbeitstages ausreichend Gussteile für eine unterbrechungsfreie Produktion über Nacht verfügbar sind.
Handhabung der Paletten
„Wir begannen mit der Automation von zwei großen Bearbeitungszentren“, erklärt Frank Gijsen, zuständig für die Automation der Produktionsprozesse. „Um die Maschinen bauten wir Roboterzellen mit FANUC R-2000iB-Robotern und 80 Plätzen zur Zwischenlagerung der Werkstücke. Die Bediener bereiten die Werkstücke vor und platzieren sie auf Paletten. Die Roboter befördern die Paletten zu den Maschinen und entfernen sie wieder. Kleinere Teile werden mithilfe des FANUC Sichtsystems direkt von den Robotern aufgenommen und auf ein Transportband befördert.“
20 Jahre ausfallfrei
„Da relativ kleine Werkstücke häufig in vorhandenen Bearbeitungszellen gefertigt werden, hielten wir Ausschau nach einer Maschine, die solche kleinen Teile bearbeiten kann“, ergänzt Jeroen Evers. „Unsere Wahl fiel auf die ROBODRILL. Wir trafen uns mit Vertretern verschiedener Firmen, die mit dieser Maschine arbeiten. Dabei erzählte uns einer, dass die Maschinen bereits seit 20 Jahren im Einsatz sind, ohne dass ein FANUC Techniker gerufen werden musste. Solche Aussagen überzeugten uns, denn für eine unterbrechungsfreie Fertigung sind zuverlässige Maschinen das A und O. Wenn die gesamte verfügbare Zeit für die geplante Fertigung genutzt wird, bleibt keine Zeit, um ausfallbedingte Produktionsverzögerungen auszugleichen.“
Überwachung des Maschinenzustands
Vulling legt großen Wert auf eine vorbeugende Wartung: Das gewährleistet eine maximale Maschinenverfügbarkeit.
Frank Gijsen sagt dazu: „Die FANUC Steuerungen überwachen den Maschinenzustand, damit wir Wartungsaktivitäten besser planen können. Jede Systemmeldung von der Maschine wird ernst genommen und geprüft, um unerwartete Ausfälle auszuschließen. Auch der Ölstand und der Zustand der Werkzeuge werden regelmäßig überprüft.“
Fräsen mit fünf simultanen Achsen
Für die α-ROBODRILL D21LiA5 wurde ein M-20iA-Roboter mit einem in die Robotersteuerung integrierten FANUC Sichtsystem installiert. In dieser Bearbeitungszelle für kleinere Werkstücke arbeiten die Maschine und der Roboter vollständig integriert.
„Die Maschinensteuerung verfügt über eine ausreichende Rechenleistung für die gesamte Zelle. Für den Roboter ist somit keine eigene SPS erforderlich“, erläutert Frank Gijsen.
Die ROBODRILL kam ab Werk mit einem FANUC Schwenktisch und einem Drehtisch, sodass die Maschine für eine Bearbeitung mit fünf Achsen ausgelegt ist. Die Maschinensteuerung gestattet den simultanen Betrieb aller fünf Achsen.
Dank dieser 5-Achsen-Bearbeitung kann die Produktion gänzlich ohne Bedienereingriffe erfolgen. Nachts gibt es keine Bearbeitungszwischenschritte, bei denen die Werkstücke manuell in einer anderen Positon aufgespannt werden.
Einzelstückserien
Frank Gijsen: „FANUC half uns zudem dabei, die Maschine für die Offline-Programmierung mithilfe eines CAM-Systems einzurichten.“
Eine wichtige Erkenntnis für Vullings: Zum Erreichen einer derart flexiblen Automation müssen alle Aspekte der Produktion für ein perfektes Ineinandergreifen genau abgestimmt.
Jeroen Evers dazu: „Wenn wir eine Einzelstückbestellung erhalten, betrachten wir dies als eine Serie mit nur einem Werkstück. Dadurch sind wir in der Lage, dieses Werkstück bei einer erneuten Fertigung in tatsächlicher Serie automatisch zu reproduzieren.
CAM-Programme enthalten nicht nur die Fertigungsparameter für die Maschine, sondern auch die Bearbeitungsdaten für den Roboter. Für uns ist Automation ein Rundum-Ansatz, der Fertigungszellen einen vollständig autonomen Betrieb ermöglicht.“
Ein zunehmend flexibleres Fertigungswerkzeug
Die Automationskonzepte ist nun weitgehend im Unternehmen implementiert. Aber die Verantwortlichen denken bereits einen Schritt weiter: Ein noch flexibleres Fertigungswerkzeug soll für höhere Produktivität sorgen.
Frank Gijsen: „Das Ziel ist es, selbstregulierende Zellen zu erhalten, die über genügend Daten für eigene Entscheidungen verfügen. Da wir alle Daten in den CAM-Programmen erfassen – beispielsweise die Abmessungen der Rohteile –, muss die Fertigungszelle eigentlich in der Lage sein, das zu fertigende Werkstück anhand des auf dem Förderband platzierten kleinen Rohteils zu ermitteln. Selbstverständlich liegt der Fertigung ein Produktionszeitplan zugrunde. Wenn jedoch ein Bediener zu viele Rohteile eines Produkts auf dem Förderband platziert, muss die Maschine entscheiden können, welches Teil zu fräsen ist. Erst dann darf die nächste Serie begonnen werden, die bereits auf dem Förderband wartet.“
Davon abgesehen nutzen wir die Möglichkeiten des optischen Systems und die Rechenleistung der FANUC Steuerungen maximal.
Maschinen mit höchstem Technologiestandard
Vullings möchte seine Erfahrungen mit einer flexiblen Automation möglichst umfassend weitergeben. Daher werden – insbesondere für junge Menschen – Führungen durch das Unternehmen organisiert.
Jeroen Evers dazu: „Oft denkt man bei Automation an Arbeitsplatzabbau, doch häufig ist das Gegenteil der Fall. Wir wollen junge Menschen von unserem Unternehmen und unserer Arbeitsweise begeistern, da es schwierig ist, qualifizierte Mitarbeiter zu finden. Gerade die Metallbearbeitung hat noch immer das Image einer harten und schmutzigen Arbeit, obgleich die Bediener hier an modernsten Maschinen arbeiten. Aufgrund des größeren Produktionsdurchsatzes, den wir durch die Automation erzielen, benötigen wir mehr Personal. Etwa 20 % unserer Produktion auf sehr spezifische Produkte entfallen, die nicht automatisiert hergestellt werden können. Aus diesem Grund suchen wir vor allem erfahrene Zerspanungsfacharbeiter mit Kenntnissen beim Fräsen und Drehen .”
