Digitalisierung in der Produktion: Die Vorzeichen berücksichtigen

Die Produktionseinschränkungen während der Pandemie lassen nun den Bedarf an Bauteilen wie Batteriekästen für E-Fahrzeuge oder an Material für medizinische Implantate ansteigen. Dies stellt viele Unternehmen vor die Herausforderung, ihre Fertigungskapazitäten zügig zu steigern und die Digitalisierung in der Produktion voran zu treiben.

Digitalisierung in der Produktion: Folge der Pandemie?

Beispielsweise hatten wegen der pandemiebedingten Auslastung viele Krankenhäuser medizinische Standardeingriffe verschoben, die jetzt nachgeholt werden müssen. Daraus ist ein enormer Bedarf für Implantate aus Titan und anderen Legierungen entstanden, die viele Hersteller in hoher Stückzahl kurzfristig nicht immer liefern können.

Den Medizin-Bedarf decken

Die Schwäbische Werkzeugmaschinen GmbH (SW) hat darauf ausgelegte Fertigungslösungen für die schnelle Skalierung der Stückzahlen bei geringem Platz- und Energiebedarf entwickelt. Abhilfe schafft etwa das eigenständige Bearbeitungszentrum BA W02-22i.

Das zweispindlige Bearbeitungszentrum bringt auf nur vier Quadratmetern Aufstellfläche Linear- und Torquemotoren sowie eine integrierte Automation unter. Mit den Direktantriebe in den Vorschubachsen lassen sich komplexe Werkstücke präzise fertigen, wobei selbst bei hohen Bearbeitungsgeschwindigkeiten eine Positioniergenauigkeit 0,006 Millimetern zu erwarten ist.

Andreas Kienzle, Key Account Manager Medizintechnik bei SW, kommentiert: „Mit der autarken Zelle verkürzen Hersteller die Inbetriebnahme und können sofort ihre Stückzahlen um den Faktor zwei steigern.“ Damit dies funktioniert, integriert SW in diese Anlage einen 6-Achs-Roboter nebst Palettenspeicher. Zudem erhältlich ist der MobileRob (MR), ein Automated Guided Vehicle (AGV), das die Kassetten des Palettenspeichers ohne manuellen Eingriff wechselt. Es füllt den Speicher mit neuen Rohteilen auf und fährt die fertig bearbeiteten Werkstücke selbstständig zu Zwischenpuffern oder ins Lager.

Für die Automobilindustrie

Auch die Automobilindustrie verzeichnet einen steigenden Bedarf insbesondere im Bereich der Elektro- und Hybridautos, sodass Zulieferer ihre Kapazitäten für die Fertigung neuer Bauteile schnell erhöhen müssen.

Dem begegnet SW mit autarken Fertigungszellen auf Basis des BA W06-22 samt ebenfalls integrierter Automation. Damit können Werkstücke aus nicht-magnetischen Materialien wie Aluminium oder Titanlegierungen in einem Arbeitsraum von 600 mal 630 mal 510 Millimetern ein- und zweispindlig bearbeitet werden.Sie bietet Herstellern Vorschubgeschwindigkeiten von bis zu 120 Metern pro Minute und damit kürzeste Zykluszeiten.

„Auf diese Weise können sie ihre Kapazität mit minimalem Personaleinsatz bis hin zu mannlosen Schichten ohne zusätzlichen Engineering-Aufwand für die Automatisierung vervielfachen“, betont Kienzle.

Das Beladen der Anlage von oben übernimmt eine modulare, erweiterbare Roboter-Einheit. Auch hier kann das AGV zum Einsatz kommen, um automatisiert den Speicherturm mit Rohteilen zu füllen und fertig bearbeitete Teile zu frei definierten Plätzen im Werk zu bringen. Ein wichtiger Vorteil für Anwender ist die deutlich bessere Energieeffizienz von Mehrspindlern im Vergleich zu einspindligen Maschinen.

Große Strukturbauteile fertigen

Eine besondere Herausforderung für Zulieferer ist die spanende Bearbeitung großer Strukturbauteile wie Batteriekästen. Bislang fertigen Hersteller diese aus nicht-magnetischen Materialien auf vorhandenen Maschinen, die nicht optimal dafür geeignet sind.

Mit neuen Einplatzmaschinen wie der Baureihe BA W08 steht heute eine erweiterte Palette für die 4- und 5-Achs-Bearbeitung großer Werkstücke bereit. Direktantriebe in allen Achsen verkürzen bei dieser Baureihe die Zykluszeiten und steigern die Produktivität. Konstruktiv sorgen Monoblock und Box-in-Box-Bauweise für Präzision. Auch für diese Baureihe gibt es maßgeschneiderte und modular erweiterbare Automatisierungslösungen für schnelle Kapazitätssteigerungen.

Digitales für alle: Digitalisierung in der Produktion

So gut wie eine Anlage auch konzipiert ist, jede Maschine hat zumindest in gewisser Weise eine Lebenserwartung. Bei SW flankieren deshalb die sogenannten „life Services“ die Produktions-Hardware. Sie sollen diese Erwartung erhöhen und die Kosten rund um den Betrieb der Maschine verringern. Es sind Dienstleistungen rund um den Lebenszyklus der Fertigungslösung: Dazu zählen unter anderem die Inbetriebnahme, Trainings für Mitarbeitende, die Analyse von Maschinendaten oder die Wartung, einschließlich Ersatzteillieferung, bis hin zum Retrofit älterer Maschinen.

Ein Kern-Bestandteil dieser Services ist „life Data“: Mit Hilfe einer dafür entwickelten Software-Lösungen lässt sich der Zustand von Maschine, Fertigungssystemen und Bauteilen transparent und analysierbar darstellen. Herzstück des Konzepts bildet ein im Schaltschrank verbautes IoT-Gateway, das relevante Daten versenden kann. Und zwar an die SW-CloudPlatform (SWCP), die den Anlagenzustand im Sinne von Condition Monitoring analysiert und im Servicefall Daten bereitstellen kann.

Die integrierte SW ScadaPlatform (SWSP) sichert die Rückverfolgbarkeit der Bauteile sowie die generelle Linien-Überwachung. Dabei kann SW auch Anbindungen an bereits bestehende Kundensysteme wie etwa ERP- oder MES-Systeme durchführen.

Die Autorin Sandra Weisser ist Marketing & Digital Communication Manager bei Schwäbische Werkzeugmaschinen (SW).

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