Steigende Anforderungen an Qualität, Termintreue und Wiederholgenauigkeit führen dazu, dass moderne CNC-Bearbeitung zunehmend über den eigentlichen Betrieb des Bearbeitungszentrums hinausgeht. Entscheidend wird die Automatisierung des gesamten Produktionsprozesses – von der Vorbereitung und Beladung des Werkstücks über die Bearbeitung bis hin zum Palettenwechsel und Start des nächsten Auftrags.
Eine gut konzipierte CNC-Automatisierung ermöglicht eine bessere Nutzung der verfügbaren Maschinenzeit, reduziert Stillstandszeiten und erhöht die Prozessstabilität.
Warum wird die CNC-Automatisierung immer wichtiger?
Im klassischen Produktionsmodell bereitet der Bediener das Werkstück vor, spannt es in der Maschine, startet den Bearbeitungsprozess und wechselt nach dessen Abschluss das Werkstück oder die Vorrichtung. Dadurch kann selbst ein leistungsfähiges CNC-Bearbeitungszentrum einen Teil der verfügbaren Produktionszeit ungenutzt bleiben.
Durch Produktionsautomatisierung lassen sich diese Unterbrechungen reduzieren.
Automatische Palettenhandlingsysteme ermöglichen es, nachfolgende Aufträge außerhalb des Arbeitsraums der Maschine vorzubereiten. Während das Bearbeitungszentrum den aktuellen Auftrag ausführt, können die nächsten Werkstücke bereits für die Bearbeitung vorbereitet werden.
In der Praxis ermöglicht dies:
- eine höhere Auslastung der Bearbeitungszentren,
- kürzere Unterbrechungen zwischen den Bearbeitungsvorgängen,
- eine effizientere Mehrschichtproduktion,
- eine höhere Wiederholgenauigkeit der Prozesse,
- eine effizientere Nutzung der Arbeitszeit der Bediener,
- die Bearbeitung einer größeren Anzahl von Aufträgen mit den vorhandenen Produktionsressourcen.
Automatisierung ist nicht nur für die Großserienproduktion geeignet
Automatisierung wird häufig mit der Herstellung von Tausenden identischer Bauteile in Verbindung gebracht. In der modernen CNC-Bearbeitung ist ihr Einsatzbereich jedoch wesentlich breiter.
Palettensysteme und flexible Fertigungslösungen können insbesondere auch bei Klein- und Mittelserien sowie bei der Fertigung unterschiedlicher Bauteile sinnvoll eingesetzt werden.
Auf einzelnen Paletten können unterschiedliche Vorrichtungen und Werkstücke vorbereitet werden. Nach Abschluss eines Auftrags kann das System die Maschine automatisch für den nächsten Auftrag bereitstellen.
Automatisierung muss daher nicht ausschließlich die Fertigung großer Stückzahlen identischer Bauteile bedeuten. Sie ermöglicht auch eine flexible Steuerung unterschiedlicher Fertigungsaufträge.
Palettensysteme – mehr Zeit für die tatsächliche Bearbeitung
Palettenspeicher und automatische Palettenwechselsysteme sind wichtige Bestandteile moderner CNC-Automatisierung.
Ihre Aufgabe besteht darin, eine vorbereitete Palette automatisch in den Arbeitsraum der Maschine zu transportieren, ohne dass bei jedem Wechsel ein manueller Eingriff des Bedieners erforderlich ist.
Dadurch können zwei Prozesse voneinander getrennt werden:
die Maschinenlaufzeit und die Vorbereitungszeit für den nächsten Auftrag.
Der Bediener kann die nächste Aufspannung vorbereiten, während das CNC-Bearbeitungszentrum bereits einen anderen Auftrag bearbeitet. Die Reduzierung der Wartezeiten erhöht unmittelbar die tatsächliche Maschinenauslastung.
5-Achs-Bearbeitung und Automatisierung
Besonders großes Potenzial bietet die Kombination von Automatisierung mit 5-Achs-CNC-Bearbeitungszentren.
Die 5-Achs-Bearbeitung ermöglicht es, mehrere Flächen und geometrische Merkmale eines Bauteils in einer einzigen Aufspannung zu bearbeiten. Durch die Reduzierung der Anzahl der Aufspannungen kann der Fertigungsprozess verkürzt und das Risiko von Fehlern durch erneutes Positionieren des Werkstücks minimiert werden.
Die Kombination aus:
5-Achs-Bearbeitung + Palettensystem + entsprechendem Werkzeugmanagement
ermöglicht den Aufbau flexibler Fertigungszellen, die verschiedene Aufträge mit reduziertem Bedienereingriff bearbeiten können.
HERMLE HS flex heavy – ein Beispiel für flexible Automatisierung
Ein Beispiel für diesen Ansatz ist das Automatisierungssystem HERMLE HS flex heavy, das in Verbindung mit HERMLE Bearbeitungszentren eingesetzt wird.
Das automatische Palettenhandlingsystem ermöglicht es, mehrere Fertigungsaufträge vorzubereiten und anschließend nacheinander abzuarbeiten. Dadurch kann der Anteil der tatsächlichen Bearbeitungszeit an der insgesamt verfügbaren Betriebszeit des Bearbeitungszentrums erhöht werden.
Für einen Fertigungsbetrieb ist jedoch nicht nur die Geschwindigkeit eines einzelnen Bearbeitungsvorgangs entscheidend.
Zunehmend wichtiger wird die Gesamteffizienz des Prozesses – von der Produktionsvorbereitung bis zur Fertigstellung des gesamten Auftrags.
Produktion mit reduziertem Bedienereinsatz
Ein wesentliches Ziel der Automatisierung besteht darin, die effektive Maschinenlaufzeit zu verlängern.
Ein entsprechend vorbereiteter Prozess kann es ermöglichen, die Produktion auch in Zeiten mit reduzierter Bedienerbesetzung fortzuführen. Voraussetzung dafür sind stabile Bearbeitungsprozesse, eine geeignete Werkzeugvorbereitung, die Überwachung des Werkzeugverschleißes sowie eine entsprechende Prozessabsicherung.
Eine weitgehend bedienerlose Fertigung besteht daher nicht einfach darin, ein automatisches Palettenmagazin hinzuzufügen.
Sie erfordert das abgestimmte Zusammenspiel mehrerer Komponenten:
Maschinen, Automatisierungssysteme, Werkzeuge, Spannmittel, Fertigungstechnologie und Produktionsmanagementsysteme.
Automatisierung, Qualität und Wiederholgenauigkeit
Die Vorteile der Automatisierung beschränken sich nicht auf die Anzahl der produzierten Bauteile.
Die Reduzierung manueller Arbeitsschritte kann auch die Wiederholgenauigkeit des Fertigungsprozesses verbessern. Dies ist insbesondere bei der Präzisionsbearbeitung von Bauteilen mit engen Toleranzen von großer Bedeutung.
Standardisierte Spanntechnik, automatisches Palettenhandling und die Reduzierung wiederholter Aufspannungen tragen dazu bei, stabile Fertigungsbedingungen für aufeinanderfolgende Werkstücke sicherzustellen.
Automatisierung sollte daher nicht nur als Möglichkeit zur Steigerung der Produktivität betrachtet werden, sondern auch als wichtiger Bestandteil eines stabilen und planbaren Fertigungsprozesses.
Automatisierung der CNC-Produktion bei Sacher
Bei Sacher entwickeln wir unseren Maschinenpark kontinuierlich in Richtung eines höheren Automatisierungsgrades und größerer Möglichkeiten zur Realisierung technologisch anspruchsvoller Projekte weiter.
Die Kombination moderner Bearbeitungszentren mit 5-Achs-Bearbeitung, Automatisierungssystemen und Qualitätskontrolle ermöglicht es uns, unsere Produktionskapazitäten zu erweitern und die Abwicklung weiterer Kundenaufträge effizienter zu planen.
Investitionen in Lösungen wie die HERMLE C 400 mit dem HS flex heavy System sind Bestandteil dieser Entwicklungsstrategie.
Unser Ziel ist nicht die Automatisierung um ihrer selbst willen. Unser Ziel ist ein Fertigungsprozess, der unseren Kunden hohe Qualität, Wiederholgenauigkeit, Flexibilität und eine planbare Produktionsabwicklung bietet.