Automation schafft Transparenz

Neumag baut seit 1963 Maschinen zur Herstellung synthetischer Fasern und Folien. Das 1948 gegründete Unternehmen gehört seit 2000 zum Schweizer Textilmaschinenkonzern Saurer, und hat sich als führender Anbieter von BFC-Teppichgarn-, Stapelfaser- und Vliesstoffanlagen einen wohlklingenden Namen. Der Textilmaschinenbau stellt hohe Forderungen an die Präzision: Die chemischen Fasern dürfen über keinerlei raue Kanten geführt werden, außerdem sind einige Baugruppen sehr hohen Geschwindigkeiten ausgesetzt. So spult eine Texturiermaschine pro Minute 4000 Meter Teppichgarn auf. Klar, dass hier die Aufspuleinrichtung präzise gelagert sein muss“, erklärt Produktionsleiter Hans-Ulrich Hölk.

Die Größe eines Fertigungssystems richtet sich immer nach dem vorhandenen Platz und dem fertigungstechnischen Ablauf. Ziel bei Neumag war es, den Regal­speicher nicht nur für die Maschinenpaletten der Bearbeitungszentren, sondern auch für Euro-Holzpaletten zu nutzen. Es sollten also möglichst viele Regalfächer untergebracht werden.

„Dazu wurde der zunächst der bisher genutzte Zwei-Träger-Brückenkran stillgelegt, um auf jeder der beiden 44,40 Meter langen Regalreihen eine zusätzliche Regalzeile aufzusetzen“, erläutert Hölk. Der entstandene Regalspeicher wurde aufgeteilt: Für die beiden Bearbeitungszentren Okuma MA-600HB befinden sich vierzig 630 x 630 Millimeter große Maschinenpaletten im Regal. Fünfzehn Maschinenpaletten der Größe 800 x 800 Millimeter sind für das Bearbeitungszentrum Okuma MA-800HB eingelagert, 301 Palettenplätze blieben für die 800 x 1200 Millimeter großen Euro-Holzpaletten übrig. Das PC-gesteuerte Regalbediengerät ist mit zwei, auf einem Hubschlitten montierten, dreiteiligen Teleskopgabeln ausgestattet. Deren Abstände werden entsprechend der Palettenart verändert. Damit das Regalbediengerät beide Regalreihen bedienen kann, fahren die Teleskopgabeln nach beiden Seiten aus.

Intelligente Automation

Als Kopf des flexiblen Fertigungssystems bearbeitet ein Master-PC den gesamten technologischen Ablauf. Jede Ein- und Auslagerung wird ihm mitgeteilt. Er ist deshalb immer informiert, in welchem Lagerfach sich eine Maschinenpalette befindet, welche Spannvorrichtungen die Maschinenpaletten tragen und wo sich fertiges oder zu bearbeitendes Material befindet. Außerdem gibt er über eingelagerte Großwerkzeuge und Spannmittel Auskunft.

Terminal 1 bezeichnet einen zweiten, dem Master-PC untergeordneten Rechner. Er ist am Schnittpunkt zwischen Materialflussstrecke und flexiblen Fertigungssystem installiert. Dort befindet sich außerdem die Ein- und Ausgabestation, über deren Rollenbahn Rohteile ins Lager ein- und Fertigteile ausgeschleust werden.

Entsprechend des Liefertermins für eine bestellte Chemiefaseranlage löst die Fertigungssteuerung den zugehörigen Fertigungsauftrag aus. Die Fertigungssteuerung legt fest, wie die zu fertigenden Teile bearbeitet werden und legt die verwendeten Werkzeuge, NC-Programme, Prüfpläne und Prüfmittel fest und übergibt Informationen an den Arbeitsplatz und den Master-PC.

Erreicht nun ein Auftrag das flexible Fertigungssystem, gibt der Bediener die fertigungstechnischen Angaben in den Master-PC ein. Dieser prüft, ob sich ausreichend Rohmaterial im System befindet. Fehlendes Material kann über Terminal 1 eingegeben.

Sind die Paletten fertig, gibt der Bediener die Identnummern der Werkstücke in den Leitrechner ein. Die Be- und Entladestation führt die Palette dann wieder ins System zurück, wo sie bis zur Maschinenfertigung zwischengelagert wird. Weil der Master-PC die Bearbeitungsfolge steuert, weiß er, welches Bearbeitungszentren eine aufgespannte Palette abarbeitet. Er holt sich deshalb das entsprechend NC-Programm aus dem Server – und sendet es an das jeweilige Bearbeitungszentrum.

Ergonomisch gestaltete Rüstplätze

Für die Rüstarbeiten sind insgesamt drei Rüststationen verfügbar. Die erste Rüststation, die sich auf der rechten Seite des flexiblen Fertigungssystems befindet, besitzt als Ladestation einen verfahrbaren Drehtisch. Nachdem das Regalbediengerät die Maschinenpalette auf den Drehtisch abgelegt hat, fördert die Ladestation die Maschinenpalette aus der automatisierten Regalzone heraus zum Rüstplatz. So kann der Bediener die zu bearbeitenden Teile gefahrlos aufspannen. Neben der Ladestation befindet sich eine Rollenbahn, die Rüststation und automatisierte Regalzone verbindet und auf der das Regalbediengerät die Werkstücke bereitstellt.

Links neben der ersten Station befindet sich eine zweite Rüststation. Auch sie ist mit einer Rollenbahn und einem verfahrbaren Kipp-Drehtisch ausgestattet, der sich um 360 Grad drehen und um 90 Grad abkippen lässt. Im Anschluss folgt eine dritte Rüststation ohne Rollenbahn. „Wir nutzen diese Rüststation vornehmlich zum Aufspannen von größeren Werkstücken, die aufgrund ihrer Abmessungen nicht ins automatisierte Regalsystem eingelagert werden können“, erläutert Hölk.

Nach der Bearbeitung werden die Teile auf den Rüststationen abgespannt. Einzelteile gelangen in der Regel gleich zur Montage. Kleinserienteile werden auf Paletten abgelegt, die solange im System bleiben, bis sie den vorgegebenen Füllgrad erreicht haben. Dann verlassen sie das System über das Terminal 1.

Rationalisierungsergebnisse

„Durch das flexible Fertigungssystem haben wir fünf alte durch drei neue Bearbeitungszentren ersetzten können. Und sind nun in der Lage automatisiert zu fertigen, obwohl wir lediglich Einzelteile und Kleinserien fertigen“, so Hölk. „Das flexible Fertigungssystem spart Kosten und schafft Ordnung und Transparenz in der Halle. Die ergonomisch gestalteten Rüstplätze erleichtern die Rüstung; auch können wir so je nach Auftragslage eine Schicht unbesetzt fahren“.Peter Springfeld (gb)

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