Werkstückbearbeitung Fertigungssystem: Werkstücke flexibel bearbeiten ohne Umrüstung

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Mit dem Fertigungssystem Smart FMS von Schwäbische Werkzeugmaschinen lassen sich Werkstücke flexibel bearbeiten, unabhängig von Typ und Stückzahl und ohne Umrüstungen. 

Während klassische Produktionslinien auf feste Abläufe ausgelegt sind, ermöglicht das Smart FMS die flexible Bearbeitung unterschiedlicher Werkstücktypen und Losgrößen ohne aufwändige Umrüstungen. Dadurch entsteht ein Ansatz, der ökonomische Anforderungen wie höhere Auslastung und kürzere Rüstzeiten ebenso berücksichtigt wie ökologische Ziele zur Reduktion von Material- und Energieverbrauch. Mit seinen drei Kerntechnologien – dem Sfix-System, der mobilen Roboterzelle S-cell und dem Palettenwechselsystem – ermöglicht das Smart FMS den Übergang von isolierten Maschinenkonzepten hin zu adaptiven Fertigungssystemen, die sich dynamisch an wechselnde Produktionsbedingungen anpassen lassen.

Das Sfix-System für verschiedene Werkstückvarianten und Losgrößen

Mit dem Sfix-System wird das Spannen von Werkstücken deutlich vereinfacht. Bislang war für jedes Werkstück eine individuelle Spannvorrichtung erforderlich, die konstruiert und gelagert werden musste – ein Aufwand, der besonders bei kleinen Serien mit vielen Varianten ins Gewicht fiel. In der Sfix-cell baut ein Roboter die jeweils benötigte Spannvorrichtung aus standardisierten Komponenten automatisch und in wenigen Minuten zusammen. Grundlage ist die patentierte Sfix-Platte, auf der die Elemente anhand des CAD-Modells des Werkstücks präzise positioniert werden.

„Sfix macht den Spannablauf planbar und reproduzierbar“, erklärt Michael Kreuzberger, Produktmanager bei SW. „Das reduziert den Rüst- und Lageraufwand deutlich und erhöht die Prozesssicherheit – gerade bei häufig wechselnden Bauteilen.“ Das modulare System kann bis zu 150 herkömmliche Spannvorrichtungen ersetzen. Das senkt Material- und Lagerbedarf und ermöglicht zugleich eine wirtschaftliche, ressourcenschonende Fertigung variantenreicher Losgrößen.

Mit dem Palettenwechselsystem – ebenfalls ein Baustein des Smart FMS – wird der Fertigungsablauf noch weiter automatisiert: Dieses fungiert als Schnittstelle zwischen Sfix-cell und Werkzeugmaschine und ermöglicht dort den schnellen und sicheren Austausch von Werkstückpaletten ohne manuelle Eingriffe. Das Palettenwechselsystem kann flexibel über eine Bodenachse verfahren oder per autonomem mobilen Roboter (AMR) positioniert werden.

S-cell-System: Mobile Automation für flexible Fertigungsumgebungen

Das S-cell-System komplettiert das Smart FMS mit einer intelligenten Automationslösung. Es ermöglicht einen flexiblen Materialfluss zwischen Bearbeitungs-, Reinigungs- oder Montagestationen ohne starre Verkettung. Die S-cell, eine mobile Plattform mit fest installiertem Industrieroboter, bewegt sich über ein fahrerloses Transportsystem autonom durch die Fertigung. An der jeweiligen Station dockt sie präzise an, übernimmt das Be- und Entladen von Werkstücken und wechselt nach Abschluss des Prozesses zur nächsten Aufgabe. Die Zelle erkennt dabei selbstständig, mit welchem Stationstyp sie verbunden ist, und passt ihre Abläufe automatisch an. Dadurch entfällt das manuelle Umrüsten, das in klassischen Fertigungslinien meist mit hohem Aufwand verbunden ist. Zugleich bleiben die Maschinen frei zugänglich, etwa für Wartung oder Rüstvorgänge. 

Werkzeugmaschine mit zwei Spindeln

Strukturbauteile wirtschaftlich zerspanen

In Kombination mit der fortschrittlichen Orchestrierungssoftware Smartflow gewährleistet das System eine optimale Effizienz und Auslastung der gesamten Anlage. Dank KI-unterstützter Planung passt es sich dynamisch und flexibel an Veränderungen im Produktionsprozess an – ganz ohne manuelles Eingreifen. „Diese Lösung überzeugt durch hohe Wirtschaftlichkeit, da sie schrittweise Investitionen, eine hohe Wiederverwendbarkeit der Komponenten und kurze Amortisationszeiten ermöglicht“, fasst Kreuzberger die Vorteile zusammen. „Unternehmen können das System nach und nach implementieren und bei Bedarf erweitern, da es sich dank offener Schnittstellen problemlos mit SW-Maschinen sowie Anlagen anderer Hersteller vernetzen lässt.“

Einführung des Fertigungssystems Smart FMS weckt großes Interesse

2025 präsentierte SW das Smart FMS-Konzept erstmals auf der Automatica in München und der EMO in Hannover. Auf der Automatica stand die mobile Roboterzelle S-cell im Fokus und zeigte, wie Werkstücke autonom zwischen verschiedenen Stationen bewegt werden können. Auf der EMO wurde anschließend das Sfix-System offiziell vorgestellt, einschließlich des Live-Aufbaus einer Spannvorrichtung aus standardisierten Modulen auf Basis von CAD-Daten.„Die Rückmeldungen auf beiden Messen haben gezeigt, dass Unternehmen nach Lösungen suchen, die flexibel skalierbar sind und ohne lange Umrüstzeiten auskommen“, sagt Michael Kreuzberger. „Das Smart FMS bietet genau dafür eine Grundlage – und das unabhängig von Branche, Losgröße oder Werkstückvariante.“ Die Messeauftritte markierten damit den nächsten Schritt in der Entwicklung von SW zum Systemanbieter für integrierte Fertigungslösungen.