Ein Lohnfertiger im österreichischen Steyr wollte die Durchlaufzeiten bei der Komponentenfertigung von 6-8 Wochen um etwa 30 Prozent verringern. In einer mittelfristig angelegten Strategie wurden deshalb der Maschinenpark und die Ablauforganisation auf dieses Ziel hin ausgerichtet. Einen entscheidenden Beitrag zur schnelleren und besseren Fertigung leistete dabei eine robotisierte Fräszelle.
Langfristige Unternehmenserfolge sind u.a. von modernen Fertigungsverfahren und dem damit zusammenhängenden Verfahrens-Know-how abhängig. Letzteres war das eigentliche Kapital von Willibald Ebner, als er 1995 den Schritt in die Selbständigkeit wagte. Als Dienstleister für 3D-Konstruktionen und -Programmierungen erarbeitete er sich die Basis, um etwa drei Jahre später in die Frästechnik einsteigen zu können. In dem wettbewerbsintensiven Markt erwarb er sich bald einen ausgezeichneten Namen, nicht nur durch hervorragende Produktqualität, sondern auch durch seine Kompetenznachweise als dreimaliger Gewinner des „Austrian High Speed Machining Award“ für die Einzelteilfertigung.
Hohe Ansprüche an die Bearbeitungs- und Spanngenauigkeit stellt die Bearbeitung der Gehäuse für Unterwasserkameras.
Heute sind bei ebner-tec 20 Mitarbeiter mit der Herstellung von Komponenten, Spritzgießformen und Elektroden beschäftigt. Trotz seiner Erfolge sieht Willibald Ebner die Zukunft sehr pragmatisch: „Größere Erweiterungen sind am derzeitigen Standort nur begrenzt realisierbar, und ein Neubau würde zu viel Kapital für zu lange Zeit binden. Deswegen versuchen wir eines unserer Ziele, 5.000 Maschinenstunden pro Jahr beim Fräsen, durch interne Optimierungen, beispielsweise in der Logistik, zu erreichen.“
Dazu zählen auch die Automatisierung durch Palettensysteme und eine robotisierte Fräszelle. Neben dem Rationalisierungseffekt erwartete man von dieser Investition eine Reduzierung des Personalkostenanteils und die Schaffung von Kapazitätsreserven.
Bei der Komponentenfertigung konzentriert sich ebner-tec auf Werkstücke bis 300 x 200 x 200 mm. Die Teile in Stückzahlen von 5 bis 1.000 sind zu etwa 50 % Lohnaufträge, die andere Hälfte, Bauteile für Unterwasserkameras, stammt aus dem Eigenprogramm. Bei der bisherigen manuellen Palettenbestückung wurde eine DMU 50 Evolution durchschnittlich an 3.500 Stunden im Jahr belegt. Dieses Arbeiten am Limit musste sowohl im Hinblick auf die Belastung der Mitarbeiter als auch unter dem Damoklesschwert „keine Zeit- und Produktionsreserven“ dringend verbessert werden.
„Automatisierungen der eigenen Fertigung sind auf Grund fester Größen relativ einfach zu planen, schwieriger wird es bei der Lohnfertigung“, beschreibt Willibald Ebner die damalige Ausgangslage.
Deshalb musste der Arbeitsablauf rund um die geplante Fräszelle folgende Erleichterungen bieten: Messstation zur externen Voreinstellung mit Identifikation der Paletten einschließlich Ermittlung der Versatzdaten, Job-Management zum Erstellen der Fräsprogramme einschließlich Technologie mit Simulation, Weiterleitung der Jobs an die Maschine, Werkstücklager für mindestens 100 Palettenplätze sowie eine Ladestation. Unabdingbar war auch – im Hinblick auf die Unabwägbarkeiten der Lohnfertigung – die Forderung nach einem modularen Aufbau, der die Einbindung weiterer Paletten, Magazine und Greifer ermöglichte.
Das kompakte Karussell-Magazin nimmt in jeder seiner sechs Ebenen 20 Paletten des Typs GPS 120 auf. In knapp 18 Sekunden ist der komplette Magazininhalt gescannt.
Nach umfangreichen Recherchen erwies sich das Automatisierungskonzept von System 3R als besonders geeignet. Nicht nur wegen der Erfüllung der im Pflichtenheft definierten Anforderungen, sondern auch wegen dem überzeugenden Preis-Leistungs-Verhältnis, einer garantierten Lieferfähigkeit der Ersatzteile, dem sauberen Schnittstellen-Management zwischen den einzelnen Anlagenkomponenten und der kompakten Bauform. Sie machte es erst möglich, den Roboter ohne Umsetzen anderer Maschinen neben der DMU-Maschine zu platzieren – mit geplantem Zentimeterabstand zu den Servicezugängen anderer Maschinen. Im Mai 2007 ging die aus der DMU 50 Evolution und dem WorkMaster bestehende Fräszelle in Betrieb. Für Lieferung, Montage und Inbetriebnahme benötigte man knapp drei Wochen. Die offene Architektur eignet sich für gängige ERP-Lösungen und ersparte uns Schnittstellenprobleme“, erläutert der Geschäftsführer und hebt weiter hervor: „Bei der Installation gab es keine größeren Probleme, kleinere Abstimmungsprobleme ließen sich rasch lösen.“
Mit 120 Palettenpositionen im Karussell-Magazin bietet der 3R-WorkMaster ausreichende Kapazitäten für eine von der Stückzahl unabhängige Automatisierung. „Mit dem Palettenwechsel auf den Maschinentisch erhöhte sich die jährliche Maschinenlaufzeit inzwischen auf 6000 Stunden“, sagt Willibald Ebner.
Dank einer Tragkraft von 75 kg lassen sich auch alle Werkstücke sicher und zuverlässig handhaben. Eine Aufrüstung auf 150 kg ist möglich. Da sich auch das Karussell-Magazin ohne großen Aufwand umrüsten lässt, sind Anpassungen an wechselnde Gegebenheiten problemlos vorzunehmen.
Einen großen Teil der Verantwortung für die wirtschaftliche Produktion tragen die Mitarbeiter an der Maschine. Ausgehend von dem fixen Liefertermin organisieren sie alles Weitere selbst, um die termingerechte Lieferung zu gewährleisten. Zeitgleich mit dieser Automatisierung wurde ein lokales Netzwerk in das Gesamtkonzept eingebunden. Dadurch lassen sich durchgängige Prozessketten von der CAD-Konstruktion mit Solidworks und der CAM-Programmierung mit Hypermill bis zum Fräsen realisieren. Den einfachen und direkten Datentausch mit den Kunden von der Planung bis zur Fertigstellung ermöglichen Schnittstellen wie Parasolid, IGES, STEP, SAT, VDA, DWG, DXF.
Die palettisierten Werkstücke sind durch Chips eindeutig zu identifizieren. Der auftragsgerechte Palettenwechsel ist auch bei chaotischer Ladung gewährleistet.
Beachtenswert ist der schnelle Palettenwechsel. Die Span-zu-Span-Zeit beträgt einschließlich Scannen der Paletten-ID weniger als eine Minute. Neben der hohen Prozesssicherheit durch den WorkShopManager, der die Bearbeitungsprogramme, Korrekturwerte, Magazinpositionen, Zusammenstellung von Batches und deren Übertragung auf die Maschine verwaltet, registriert der Geschäftsführer durch den automatischen Arbeitsablauf ein ausgeglichenes Arbeitsklima, was sich wiederum positiv auf den „Wirkungsgrad“ des Unternehmens auswirkt. Schließlich soll ein weiterer Pluspunkt nicht unerwähnt bleiben: eine Palette kostet weniger als 60 Euro.
Mit dem WorkMaster lässt sich die meist unter hohem Termindruck stehende Arbeit sehr effektiv organisieren und dabei auch die Bearbeitungspriorität eines Auftrags einfach verändern. Die modulare Software stellt sicher, dass das Bearbeitungsprogramm auch bei chaotischer Beladung das richtige Werkzeug zur richtigen Zeit einwechselt und wieder einlagert. Zusätzliche Sicherheit bei der unbemannten Schicht gibt die Status-Abfrage per SMS.
Der Geschäftsführer ist davon überzeugt, dass er durch die Investition in die System 3R-Produkte die derzeitige Maschinennutzung noch steigern kann. Ein Erfolg ist schon heute zu verbuchen: Die automatisierte Fräszelle sichert ihm die erforderliche Fertigungsflexibilität, um schnell auf Kundenwünsche reagieren zu können und bietet ihm auch mehr zeitlichen Freiraum für andere Aufträge, die seinem Unternehmen die Zukunft sichern sollen.
Neben der Komponentenfertigung im Lohnbetrieb nutzt Geschäftsführer Willibald Ebner die Fräszelle auch für sein Eigenprogramm „Unterwasserkameras“.
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WorkMaster & Deckel DMU 50eVo linear
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