Beladesystem optimieren Automatisiert zu höherer Lieferperformance

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ANDREAS MAIER GmbH & Co. KG

PSI Software SE | Business Unit Discrete Manufacturing

IGZ Ingenieurgesellschaft für logistische Informationssysteme mbH

Auf der EMO im Herbst 2023 wurde das Beladesystem Smart Automation der AMF von den Besuchern noch bestaunt. Schon kurze Zeit später hat sich die Güthle Pressenspannen als erstes Produktionsunternehmen für das Roboter-Beladesystem entschieden. Die flexible Beladezelle mit geringem Platzbedarf erhöht nicht nur die Produktivität, sondern auch die Unabhängigkeit. Beigestellt an einer Drehmaschine ermöglicht sie mannlos die kontinuierliche Be- und Entladung.

Dass wir vielleicht die ersten sind, die das neue Beladesystem von AMF einsetzen, ist eine nette Randnotiz. Viel entscheidender ist jedoch, was Smart Automation uns an Unabhängigkeit bringt“, berichtet Wolfgang Stein, Standortleiter der Güthle Pressenspannen GmbH. Das flexible Roboter-Beladesystem Smart Automation der Andreas Maier GmbH & Co. KG automatisiert bei dem Hersteller das Werkstück-Handling von Kugelpfannen an der Haas-Drehmaschine.

Diese für das Hauptprodukt wichtigen Teile stellt Güthle nun in Ebersbach an der Fils bei Stuttgart selbst her, anstatt sie weiterhin zuzukaufen. Bis zu 10.000 Stück der Metallpressteile werden jährlich in vier Varianten auf Maß gedreht. Beladen und entnommen werden die Werkstücke vom Roboter. Dazu öffnet und schließt Smart Door die Türe zur Drehmaschine automatisch, bevor die Werkstücke in der gegenüber positionierten Reinigungsanlage Smart Cleaning gesäubert werden und dann zum Härten gehen.

Systeme für spielend leichte Werkzeugwechsel

„Die Entscheidung für dieses wunderbar zusammenspielende Ensemble ist nicht zwingend wirtschaftlich begründet. Wir senken damit auch Risiken der Lieferkette und können Terminzusagen gegenüber unseren Kunden zuverlässiger einhalten“, erklärt Stein. Dass dabei auch die Lagerverwaltung entlastet wird und die Lagerkosten sinken, lässt Stein nicht unerwähnt. Bekannt ist Güthle, das im kommenden Jahr sein 100-jähriges Jubiläum feiert, für die Wechselsysteme Rollbloc und Dilos für schwere Werkzeuge bis jenseits von 60 Tonnen Werkzeuggewicht. Entscheidend für den Erfolg sind die Kugelleisten, die je nach Werkzeuggröße und Gewicht zwei bis 28 Kugeln enthalten. Diese Kugeln werden in die Kugelpfannen eingepresst. Damit lassen sich Werkzeuge spielend leicht in eine Maschine einbringen.

Bis es so weit ist, müssen die AMF-Neuheiten zuverlässig ihre Arbeit tun. „Das beginnt bei der Programmierung, die sich intuitiv und ohne Programmierkenntnisse am Bildschirm erledigen lässt“, verspricht Produktmanager Maximilian Gress von AMF. Das ist vor allem wichtig, wenn die Stückzahlen der Produktionsaufträge immer kleiner und variantenreicher werden. Entscheidend ist für Güthle auch der geringe Platzbedarf, den Smart Automation aufweist. Mit 930 x 960 Millimeter nötigt die Beladezelle nicht einmal einen Quadratmeter Aufstellfläche und hat den kleinsten Footprint am Markt. So ist für den Werker der Zugang zur Maschine jederzeit möglich. Dann steht der Roboter natürlich still. Denn ein Bodenscanner fungiert als platzsparende Alternative zu einer Umhausung und gewährleistet die Sicherheit der Mitarbeiter, indem der Roboter zunächst verlangsamt und schließlich ganz stoppt.

Beladesystem mit kleinstem Platzbedarf am Markt

Die kleine Fläche realisiert AMF, indem sie den 6-Achs Roboter von Kuka mit einer Traglast von zehn Kilogramm nicht seitlich anbringen, sondern oben aufsetzen. Darunter befindet sich ein Werkstückwagen mit zehn Schubladen mit Rasterplatten, die der Roboter selbstständig öffnet und schließt. In denen platziert Güthle bis zu 2.000 Roh- und Fertigteile der Kugelpfannen aus Werkzeugstahl. Die vier Varianten umfassen einen Durchmesserbereich von 18 bis 36 Millimeter. Eingeschoben wird der Werkstückwagen von hinten. Weil er auf Schwerlastrollen steht, lässt er sich bequem ein- und ausfahren. Steht ein zweiter Wagen zur Verfügung, geschieht die Bestückung der Schubladen extern und hauptzeitparallel. Den benötigt Güthle nicht, da die gegenüberstehende Schwestereinheit Smart Cleaning ebenfalls einen Werkstückwagen mit zehn Schubladen enthält – dazu später noch mehr.

Doppelgreifer mit Ausblasung

In zwei Aufspannungen werden die Kugelpfannen durch zwei Dreh-operationen auf Endmaß gebracht. Am Ende des 6-Achs-Roboters sitzt ein Doppelgreifer mit integrierter Ausblasung. Der kann durch unterschiedliche Greifergeometrien in einem Zyklus ein fertig bearbeitetes Teil entnehmen und ein neues Rohteil einwechseln. Eine optionale Wendeeinheit würde die Bearbeitung von Teilen an allen Seiten ermöglichen. Das ist bei Güthle nicht möglich, da die zweite Aufspannung ein anderes Spannmittel zur Aufnahme erfordert. So werden also zunächst alle ersten Drehoperationen durchgeführt, bevor nach dem Wechsel der Aufnahme alle zweiten erledigt werden. Damit dies reibungslos und vollautomatisch gelingt, hat Güthle den Türöffner Smart Door von AMF zusätzlich installiert. Smart Door ist für Maschinen ohne automatische Türöffnung. Die Einheit ist kompatibel mit allen gängigen Maschinenausführungen, einfach nachrüst- und programmierbar und passt also auch für die Haas-Drehmaschine. Das begrüßt auch die Zerspanungsmechanikerin Ibah Koda: „Ich bin nun nicht mehr so stark an diese Maschine gebunden und kann mich anderen Projekten widmen.“

Saubere Bauteile durch Smart Cleaning

Weil Güthle nicht nur seine Lieferperformance erhöhen will, sondern auch mit dem Fachkräftemangel zu kämpfen hat, haben die Verantwortlichen als drittes Element das ebenfalls nagelneue Reinigungssystem Smart Cleaning von AMF beigestellt. Hat der Roboterarm mit seinen beiden Greifern ein Teil entnommen und das nächste eingebracht, führt er das bearbeitete Teil in die gegenüber positionierte Smart-Cleaning-Einheit. Dort hält er es in den Luftstrahl, der über sechs Düsen Späne und Kühlflüssigkeit wegbläst. Währenddessen ist das nächste Werkstück fast schon wieder fertig. Wolfgang Stein erklärt: „Das Zusammenspiel der drei Einheiten funktioniert hervorragend. Und weil alles so schnell eingerichtet ist, fertigen wir die Teile auftragsbezogen, ohne ein großes Lager aufzubauen.“

Für die Herstellung der Rollbloc-Leisten, die Güthle 1978 eingeführt hat, ist das eine große Verbesserung. Damit hat Güthle damals den Werkzeugwechsel an Pressen revolutioniert. Tonnenschwere Werkzeuge lassen sich plötzlich einfach bewegen und präzise positionieren. Zusammen mit den robusten Werkzeugtransportern Dilos und der intelligenten Spanntechnik ist Güthle so zu einem wichtigen Erst-Ausrüster für viele Pressehersteller geworden. Dass sich mit der Eigenproduktion der Kugelpfannen mithilfe der drei neuen AMF-Automatisierungslösungen die Lieferperformance absichern lässt, stärkt die Position von Güthle bei den Kunden.

Beladesystem: Nach erfolgreicher Bewährung neue Einsätze geplant

Natürlich sind mit den 10.000 Teilen pro Jahr weder die Maschine noch die Automatisierungseinheiten ausgelastet. Deshalb gehen die Überlegungen bei Güthle jetzt los, wo man diese flexiblen und mobilen Einheiten noch einsetzen könnte. Mit einem Hubwagen lässt sich Smart Automation nämlich mühelos und flexibel versetzen und woanders positionieren. Das gilt auch für Smart Cleaning. Produktmanager Gress erklärt: „Wir haben bei der Konstruktion sehr gründlich nachgedacht und die beste Lösung für alle Anwendungsfälle eingebracht. So erhalten Anwender eine multifunktionale und hochflexible Beladezelle für viele Anwendungen.“ Stein ergänzt: „Wir durchleuchten unsere Fertigung danach, wo sich mit AMF Smart Automation und „Kollegen“ außerdem noch die Prozesssicherheit erhöhen sowie Maschinenlaufzeit und Produktivität steigern lassen.“ 

Der Autor Jürgen Fürst ist Fachjournalist in Stuttgart.