Roboterautomation und 5-Achs-Bearbeitungszentrum erhöhen Produktivität im 1-Mann-Betrieb
Solo mit Power
Schilling Mikrofrästechnik ist ein Unternehmen, das sich auf CNC Fräsarbeiten im medizinischen Bereich spezialisiert hat. Der Fokus liegt hierbei nicht nur beim Fräsen, auch die Beratung der Geschäftspartner bei Werkstoff und Herstellung kommt nicht zu kurz. Auf CNC-Bearbeitungszentren werden Einzelteile, Prototypen, Null- und Kleinserien für den Maschinen- und Werkzeugbau und für die chirurgische Instrumentenindustrie gefertigt. Alle Anlagen sind mindestens vier- oder fünf-achsig ausgelegt. Alwin Schilling, Inhaber des Unternehmens, ist ein Tüftler durch und durch. Um zum entsprechenden Erfolg zu kommen, wurde schon so manches Sonderwerkzeug gefertigt. Die entsprechenden Vorrichtungen fertigt er ebenso im eigenen Haus. Für die Kunden ein entscheidendes Argument, einen Partner zu haben, der das Ganze sieht und auch bereit ist drei bis vier Tage einzurichten, bis der Erfolg und vor allem die verbesserte Qualität erreicht ist.
Einen Großteil nimmt der Mikrobereich in Anspruch
Das Teilespektrum liegt im Bereich von 1,7 Millimeter Durchmesser und sechs Millimeter Länge, bis hin zu 200x200x50 Millimeter. Allerdings sind 75 Prozent der Arbeiten im Mikrobereich zu sehen. Schilling ist ein überzeugter Ein-Mann-Betrieb, der seit dem Jahr 2000 mit einigen Aushilfen die Auftragsspitzen abfängt. In einer Marktveränderung, wie sie jetzt gerade stattfindet, sind die Personalkosten ein nicht zu unterschätzender Fixkostenblock.
Grundgedanke war ein bestehendes, veraltetes CNC Bearbeitungszentrum zu ersetzen. Möglichst automatisiert für Losgröße eins, zusätzlich erweiterbar auf ein zweites Bearbeitungszentrum. Mit dieser Aufgabenstellung beauftragte er die Dreher automation aus Denkingen ein Konzept auszuarbeiten. Wichtig war hierbei die Erweiterbarkeit, die einfache Bedienung, ein starker Service vor Ort und vor allem, alles aus einer Hand zu bekommen.
Dreher automation und Dreher Werkzeugmaschinen sind in einem Haus untergebracht. Martin Dreher ist Geschäftsführer von beiden Firmen. Dreher Werkzeugmaschinen ist Vertragspartner von Haas Automation Europe und betreut Süd Baden Württemberg mit Vertrieb und Service. Somit fiel die Wahl bei der Maschine auf ein Haas Bearbeitungszentrum VF-2DYT in 5-achsiger Ausführung. Das Y steht hier für 100mm mehr Verfahrweg in der Y-Achse, was für die 5-achsige Bearbeitung von Vorteil ist.
Haas war Schilling schon länger bekannt, allerdings war er immer skeptisch in punkto Genauigkeit und Zuverlässigkeit. Das Preis - Leistungsverhältnis ist unbestritten sehr gut. Mittlerweile sind weltweit schon mehr als 100.000 Haas CNC Maschinen installiert.
Im größeren Umkreis seiner Heimatgemeinde sind mehrere hundert Haas-Maschinen installiert und mögliche Referenzkunden trifft man auf dem Dorffest oder im Sportverein. Nach den positiven Gesprächen von bekannten Anwendern, ging es dann an die Ausstattung der Maschine. Für die Flexibilität, wie sie ein 1-Mann-Betrieb und eine automatisierte Fertigungszelle braucht, wurden dann 40 Werkzeuge, 15000-U/min-Spindel, 20 bar Innenkühlung, Tisch- und Spindeltastsystem und natürlich die 2-Achsen-Dreh-Schwenkbrücke, Modell TR 160, mit Planscheiben-Durchmesser von 160 mm gewählt.
Dreher automation setzt auf flexible Konzepte, die so einfach zu bedienen sind wie ein MP-3 Player. Ebenso ist das System-Partner mehrerer Hersteller von Robotern, somit kann flexibel auf Kundenwünsche eingegangen werden. Das gesamte Know-how für die Projektierung und Ausführung ist im Hause Dreher untergebracht.
Erweiterbar bei Bedarf
Hier wurden dann zusammen mit dem Kunden Erowa Nullpunktsysteme mit 50 und 148 Millimeter Durchmesser verwendet, untergebracht in einem Regalsystem mit 32 Plätzen. Erweiterbar auf ein zweites Regal gleicher Anzahl, für die Beladung eines weiteren Haas Bearbeitungszentrums.
Die einzelnen Regalplätze sind beliebig zu bestücken. Nach dem Beladen des Regals mit den entsprechenden Werkstücken muss dann nur noch am separaten Touch-Panel die Belegung im Klartext eingegeben werden. Die Bedienmenüs sind vorbelegt, um Bedienfehler auszuschließen. Der 6-achsige Knickarm-Roboter von Comau, Typ NS12 / 1,85 Meter Arbeitsbereich, holt dann die Werkstücke bzw. Vorrichtungen mit ca. 8 kg Gewicht vom gewählten Platz ab, bestückt die Werkzeugmaschine und teilt ihr noch die eingestellte Programmnummer mit. Der Bediener der Anlage braucht somit keinerlei Programmierkenntnisse vom Roboter!
Der Roboter ist mit jeweils einem Greifer pro Nullpunktsytem versehen, um die gewünschte Flexibilität zu erhalten. Die Beladung erfolgt von der Seite, somit bleibt die Frontseite der Haas VF2 uneingeschränkt zugänglich und so können zum Beispiel problemlos Prototypen eingefahren werden und innerhalb weniger Sekunden auf mannlosen Betrieb umgestellt werden. Die pneumatische Seitentür und die Fronttüren sind in das Sicherheitskonzept und den Schutzzaun integriert.
Die Lieferung der Bearbeitungszelle erfolgte nach Vorabnahme bei Dreher, die alle Komponenten im Projekt betreut. Die Schnittstelle zum ErowaSystem, Drehdurchführung für den 5-Achs-Tisch, Roboter Schnittstelle zur Haas-Steuerung und natürlich die Programmierung des Comau Roboters und der Haas-Maschine.
Zur Anlagensicherheit trägt eine pneumatische Staudruckabfrage für die Vorrichtungen auf dem Rundtisch bei. Ebenso die Nullpunkt- und Werkzeugbruchkontrolle mit Schwesterwerkzeugverwaltung . Beim Wechsel der Vorrichtungen wird jeweils vom Roboter aus mittels gesteuerter Blasluft die Anlagefläche der Planscheibe freigeblasen.
Die Amortisation der Anlage erfolgt sehr schnell, denn Schilling kann selbst tagsüber an mehreren Maschinen arbeiten und bei entsprechender Laufzeit für die Werkstücke auch die 2. und 3. Schicht mannlos fahren. bw









