Die Automatisierung von CNC-Maschinen war schon immer auch eine Entscheidung für mehr Nachhaltigkeit. Sie schafft sicherere und sinnvollere Arbeitsplätze und ermöglicht eine hohe Rentabilität der Produktion. Zudem kann Automatisierung mehr als die Hälfte der bei der Fertigung anfallenden Emissionen reduzieren. Etwa, indem sie den Energieverbrauch von Maschinen und Anlagen senkt oder den Ausschuss reduziert. Oder indem sie den Logistikaufwand minimiert und ein Outsourcing von einzelnen Produktionsbereichen verringert. 

Es wird Zeit für die ersten entscheidenden Schritte

Fastems verfügt über eine Basis von mehr als 5000 installierten Automatisierungssystemen. Aufbauend auf jahrzehntelangen Erkenntnissen seiner zahlreichen Anwender konnte Fastems eine Reihe an neuen Funktionen in seine Automatisierungslösungen integrieren. Die helfen den Anwendern dabei, ihre Verpflichtungen im Hinblick auf die Messung und das Reporting von Nachhaltigkeit zu erfüllen.

Im Fokus
MMS 8.2 plant und überwacht die Produktion
Die MMS ist sowohl das Hirn als auch das Nervensystem aller Automationslösungen von Fastems. Sie ist damit eine eigenständige Software, die auch manuelle Prozesse unterstützt. MMS plant, realisiert und überwacht die Produktion – und dies alles mit einer einzigen Software. Die eigentliche Idee besteht darin, die Produktionsplanung, die Ressourcen für die Fertigung und die Maschinen in eine einzige Software zu integrieren. Damit Anwender ihre CNC-Fertigung trotz hohem Teilemix und kleinen Stückzahlen termingerecht und wirtschaftlich betreiben können. 

Eine der wichtigsten Anforderungen ist, den CO₂-Fußabdruck der produzierten Teile zu messen und entsprechend zu dokumentieren. Die Version MMS 8.2 misst und erfasst den Energieverbrauch einer Werkzeugmaschine für jedes NC-Programm. So kann der Anwender den Energiebedarf pro Werkstück berechnen. Auf  Grundlage solcher Informationen lassen sich darüber hinaus ineffiziente NC-Programme anpassen. Aber etwa auch die Fertigung bestimmter Teile in Nachtschichten verlagern, in denen der Strompreis geringer ist.

MMS 8.2 hilft beim Minimieren der Energiekosten

Ein Ziel ist, unnötige Energieverbräuche zu minimieren. Dazu schaltet die neue „Auto-Power On/Off“-Funktion der MMS 8.2 die Werkzeugmaschine automatisch ab, wenn keine NC-Programme zur Ausführung geplant sind. Mit der automatischen „Aufweckfunktion“ geht die Maschine hingegen in Betriebsbereitschaft und wärmt sich vor dem Start des nächsten NC-Programms auf.

Die verarbeiteten Materialien zugleich eine wertvolle Ressource sind, kommt dem Recycling mit Blick auf die Nachhaltigkeit eine besondere Bedeutung zu. Vor diesem Hintergrund verfügt die Version MMS 8.2 über eine Material-Zuweisungsfunktion, um Aufträge zur Bearbeitung bestimmter Materialien spezifischen Werkzeugmaschinen zuzuordnen. Auf diese Weise können hochwertige Späne einfacher getrennt und recycelt werden.

Energiekosten minimieren, Recycling vereinfachen

Bei der CNC-Automatisierung gehen Nachhaltigkeit und Rentabilität Hand in Hand. Die Idee der  Automatisierung ist es, unnötige manuelle und zudem monotone Tätigkeiten für Mitarbeiter zu vermeiden. Fastems hat zudem das Ziel, die Anforderungen seiner Anwender an die Nachhaltigkeit ihrer Produktion so einfach wie möglich zu gestalten. Derzeit führen die Experten die ersten Funktionen für ein Nachhaltigkeitsreporting in ihre MMS 8.2 ein. Und sie arbeiten bereits an den nächsten Entwicklungen im Bereich der Nachhaltigkeit.

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Die Roboterzelle automatisiert umrüsten ist eine völlig neuartige Idee mit gleichsam ambitionierten Anforderungen. Im Maschinenhersteller Heller als Generalunternehmen für das Projekt und Lieferant eines 4‑Achs-Bearbeitungszentrums sowie Fastems als Systemintegrator fanden die Spanntechnikspezialisten die richtigen Partner. Die Lösung, um die Werkstücke automatisch wie flexibel zu spannen, brachte Allmatic in Form des Clamp Drive ins Projekt ein. Neuland haben alle an der Entwicklung der Roboterzelle beteiligten Protagonisten auf jeden Fall betreten.

Detaillierte Analyse zur Roboterzelle

Ein derartiges Vorhaben wie eine Roboterzelle automatisiert umrüsten setzt eine detaillierte Analyse voraus. Es ist zu untersuchen, was genau man automatisieren will und wie man die einzelnen Anforderungen technisch umsetzen kann. Der Erfolg hängt daher von einer offenen, konstruktiven Zusammenarbeit ab. Eine zusammenarbeit, in der alle Beteiligten ehrlich über alle Möglichkeiten, aber auch über Bedenken sprechen können. 

Im Fokus
Webinar zum Projekt
Einzigartige Einblicke in die Entwicklung und Realisierung einer besonderen Fertigungslösung bietet das virtuelle Live-Event am Dienstag, 15. November 2022, aus der Produktion von Allmatic-Jakob Spannsysteme in Unterthingau (Allgäu). Im virtuellen Live-Event berichten Herbert Mayr von Allmatic, Thomas Weinhold, Senior Sales Manager von Fastems, und Christian Heiler, zuständig für die Angebots- und Projektabwicklung von Automationslösungen bei Heller über das Projekt der einzigartigen agilen Roboterzelle. Während des Liveübertragung können die Teilnehmer zudem einen Blick in die Roboterzelle werfen, die einzelnen Abläufe sehen und hierbei auch einige technische Details erfahren. Anmeldungen zum 1‑stündigen virtuellen Live-Event am 15. November um 15 Uhr sind hier möglich.

Dabei haben die Beteiligten völlig neue Wege beschritten und hierbei viele wertvolle Erfahrungen gesammelt. So setzen sie auf ein speziell auf die Projektanforderungen angepasstes Anlagenkonzept, das nicht wie üblich mit einer hydraulischen Spannvorrichtung arbeitet. Auch Allmatic hat viel dazugelernt und im Projektverlauf unter anderem neue Potenziale für Optimierungen von Prozessen und Abläufen entdeckt.

Automatisiert umrüsten mit System

Heute verfügt das Unternehmen über eine vollautomatisierte Bearbeitung der Teile in zwei anstatt drei Aufspannungen.Sie können zudem ihre Roboterzelle automatisiert umrüsten. Darüber hinaus konnten die Spanntechnikspezialisten zusätzliche, zuvor noch manuelle Arbeitsabläufe mit in die Automatisierung integrieren.

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Auf einer Grundfläche von gerade einmal 10,5 m² bietet der FPT ausreichend Platz für bis zu 24 Paletten. Da der konfigurierbare Speicher auch die Aufnahme von Paletten mit unterschiedlichen Höhen ermöglicht, kann der FPT maßgeblich zu einer Steigerung der Produktionskapazitäten und somit  höheren Auslastung von Werkzeugmaschinen beitragen. Wie alle Automatisierungssysteme von Fastems ist der FPT eine offene Systemlösung. Daher ist er mit mehr als 90 Werkzeugmaschinenmarken kompatibel.

Flexible Pallet Tower als modulare Lösung für das Finishing und Entgraten

Fastems bietet eine Vielzahl an Roboterlösungen nicht nur für das Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen an. Auch andere wertschöpfende Fertigungsprozesse lassen sich realisieren. Beispielsweise das Messen oder die automatisierte Werkzeugverwaltung. Für die Endbearbeitung und das Entgraten von Teilen präsentiert Fastems auf der AMB die neue modulare Roboter-Finishingzelle , die sowohl als Stand-Alone-Lösung als auch Bestandteil eines flexiblen Fertigungssystems von Fastems konzipiert ist. Die Automatisierungslösung ergänzt der Spezialist für Automatisierung um die Offline-Programmierungssoftware Fastsimu. Diese Software ermöglicht eine realistische Simulation der Prozessabläufe beim Finishing und Entgraten.

Manufacturing Management Software bringt Automatisierung mit vielen Neuheiten

Die Besucher der AMB haben darüber hinaus die Gelegenheit, die jüngste Version der Manufacturing Management Software (MMS) von Fastems kennenzulernen. Die MMS Version 8 plant, steuert und überwacht alle Automatisierungssysteme von Fastems. Sie lässt sich zudem im Sinne einer flexiblen, kostenoptimierten Produktion für jede Losgröße einfach in andere Softwareumgebungen einbinden. Zusätzliche Prozesse lassen sich ebenfalls problemlos integrieren.

Im Fokus
Flexibles Fertigungssystem
Der Flexible Pallet Tower ist eine besondere Lösung im kontext der Flexiblen Fertigungssysteme von Fastems. Er vereint in der Automatisierung eine sehr kompakte Stellfläche mit flexiblen Anbindungsmöglichkeiten. Auch in der Einzelfertigung ist inzwischen eine hohe Auslastung der maximal verfügbaren jährlichen Spindellaufzeit von 8760 h das Ziel – nur so lassen sich wirtschaftlich vertretbare maschinenstundensätze und damit Wettbewerbsfähigkeit erzielen.

Eine Besonderheit der MMS Version 8 ist das neue Softwaremodul MMS Insights, das Produktionsdaten erfasst und analysiert. Auf dieser Basis gibt es wertvolle praktische Tipps für eine effiziente Auslastung von Maschinen, Werkzeugen und Vorrichtungen. Die Version 8 der MMS verfügt zudem über eine optimierte intuitive  Benutzeroberfläche. Die ermöglicht darüber hiaus eine Drag-and-Drop-Palettenreihenfolge für Produktionsaufträge und eine EasyRoute-Funktion. Mit der kann der Anwender neue Werkstücke für die Fertigung in weniger als 60 s im System anlegen. Außerdem bietet die Software einen erweiterten Auftragsgenerator zur automatischen Erstellung von Produktionsaufträgen. Der achtet zudem automatisch auf die Aufrechterhaltung eines bestimmten Lagerbestandes oder stößt die Fertigung wiederkehrender Produktionsaufträge an.

Mobile Anwendung zeigt 24/7‑Echtzeitstatus der Automatisierung

Mit dem „myFastems“-Portal stellen die Automatisierungsexperten auf der AMB zudem eine neue Plattform vor, mit der Fastems nachhaltig die Wertschöpfung seiner Automatisierungslösungen steigern möchte. Die Plattform liefert hierzu nicht nur Statusinformation zur Automatisierung in Echtzeit, sondern auch Warnmeldungen sowie historische System- und Wartungsdaten. Darüber hinaus bietet „myFastems“ die Möglichkeit zur einfachen Kontaktaufnahme mit dem Support von Fastems. Das Portal bietet außerdem Odometrie- sowie Nutzungsanalysen zur Optimierung der Wartungsintervalle sowie ein Tool für Ersatzteilbestellungen oder zur Anforderung von Wartungen.

Fastems ist auf der AMB in Halle 10 am Stand 10B82 zu finden.

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Die Laserablation ermöglicht eine makellose Oberfläche, dank der die Flugzeugbauer die sogenannten Mutterplatten (Nut Plates) ohne Befestigungsnieten mechanisch verkleben können. Bislang war teure manuelle Nacharbeit angesagt. Die Beschichtungen rund um die Bohrlöcher mussten mühsam von Hand abgeschliffen und unter dem Einsatz von Lösungsmitteln entfernt werden. Das war zeitintensiv und brachte zudem inkonsistente Ergebnissen bei der Verklebung. Die AutoSLC-Systeme von Fastems können nun die mehr als 3000 Bohrungen bearbeiten. Das reduziert die manuelle Nacharbeit und verbessert zudem die Qualität der Flugzeuge für die Endkunden.

AutoSLC informiert auch über Qualitätsabweichungen

Das AutoSLC erfasst zudem via automatisierter Bildverarbeitung Informationen über Qualitätsabweichungen zur Rückverfolgbarkeit und Prozessoptimierung. Dabei verlässt sich der Flugzeughersteller auf ein maßgeschneidertes Betriebssystem, das auf der MMS (Manufacturing Management Software) von Fastems basiert. Die Automationslösung soll die Vorlaufzeiten um etwa 88 h pro Einheit verkürzen. Außerdem soll sie dazu beitragen, die Kosten für die F‑35-Tragflächenkomponenten zu reduzieren.

Im Fokus
Langjährige Zusammenarbeit
Bereits 2012 kooperierten Lockheed Martin und Fastems bei der Integration der Werkzeugmaschinentransferlinie (MTTL) zur Produktion des vorderen Rumpfs des F‑35 Lightning II. Im F‑35-Werk von Lockheed Martin in Forth Worth baute Fastems eine Lösung mit fünf LUSI-Stationen (Load Unload & Skin Installation) auf. Außerdem sind eine Waschstation und ein MTTL-Regalbediengerät integriert. Derzeit wird die Linie zudem auf eine Länge von 130 Metern erweitert. Die MMS von Fastems plant und steuert die Produktion auf Basis des Fälligkeitsdatums für die Komponente. Das geschieht zudem unter Berücksichtigung der einzelnen Prozessphasen und der Bearbeitung.

Fastems verlässt sich bei der Entwicklung des AutoSLC-Projekts auf ein Partnernetzwerk aus namhaften Unternehmen. So unterstützt beispielsweise der finnische Laserbearbeitungsspezialist Ionix bei der Entwicklung des Endeffektors für die Laserablation. Bei der Realisierung des AutoSLC-Projekts leisten Fastems und die finnische Lieferkette mit diesem etablierten Partnernetzwerk einen entscheidenden Beitrag.

„Bei Lockheed Martin testen und validieren wir jede neue komplexe Lösung“, erklärt so Steve Callaghan, Vice President, F‑35 Business Development and Strategic Integration. „Das beginnt beim ersten Konzept und erstreckt sich über die Konstruktion und Umsetzung bis hin zur Auslieferung und darüber hinaus. Die AutoSLC-Lösung von Fastems wird uns dabei unterstützen, die vollständige Produktionsleistung zu den von uns angestrebten Kosten zu erreichen und zudem ein qualitativ hochwertiges Produkt zu liefern.“

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Lastaufnahmen dienen dazu, mit einem Regalbediengerät Paletten in einem FFS zwischen Lager, Maschinen sowie Lade- und Materialstationen zu transportieren. Dabei kann der DMC-APC beim Palettenwechsel zwei Paletten auf nehmen. Damit kann der Anwender den Palettentransfer deutlich beschleunigen.

Rationeller Palettenwechsel mit dem Doppellader

Das Regalbediengerät entnimmt zunächst mit dem Doppellader eine Palette aus dem Lager und transportiert diese zur Maschine. Dort angekommen holt das Bediengerät zunächst die Fertigteilpalette aus dem Bearbeitungsraum. Dann wird der Lastmanipulator gedreht, so kommt die Palette mit den Rohteilen in die richtige Position und wird anschließend direkt in die Maschine geschleust. Der ganze Palettenwechsel geschieht innerhalb von gerade einmal 30 bis 40 s.

Im Fokus
Doppellader reduziert Wechselzeiten
Um die Nebenzeiten zu reduzieren hat Fastems das DMC-APC entwickelt, ein Regalbediengerät mit einem Doppelladermechanismus für die FFS-Linie. Es arbeitet auch als automatischer Palettenwechsler und kann Werkzeugmaschinen direkt beladen. Die sehr robuste Lösung mit einem Doppelmastkran hat eine Tragfähigkeit bis 1000 kg. Somit ist sie vor allem auch für Werkzeugmaschinen konzipiert, die mit höheren Nutzlasten beladen werden müssen.

Der DMC-APC ermöglicht die direkte Beladung von Werkzeugmaschinen, er lässt sich aber außerdem als automatischer Palettenwechsler einsetzen. In dieser Funktion kann das System dank der Aufnahme von zwei Paletten die Zeit für einen Palettenwechsel deutlich reduzieren. Zudem kann der Anwender so die Maschinenauslastung weiter erhöhen. Da außerdem kostspielige automatische Palettenwechsler an jeder Werkzeugmaschine entfallen können, lassen ich deren Stundensätze nicht unerheblich senken. Werkzeugmaschinen, die auf fest installierte automatische Palettenwechsler verzichten können, benötigen zudem deutlich weniger Stellfläche. Zudem kann der neue DMC-APC Lasten bis zu 1000 kg aufzunehmen – das ist oft mehr, als direkt an Werkzeugmaschinen installierte Systeme leisten können.

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Automatisierungsspezialist Fastems verspricht, mit neuen Versionen des GTS (Gantry Tool Storage) und seiner Manufacturing Management Software (MMS) die Fertigungseffizienz deutlich zu steigern. So sollen Hardware und Werkzeugmanagement-Software etwa in Kombination mit einem Flexiblen Fertigungssystem (FFS) von Fastems eine Maschinenauslastung von bis zu 95 Prozent ermöglichen. Und zwar bei einer deutlich reduzierten Anzahl an Werkzeugen.

Im Fokus
Online-Seminar zeigt Optimierungen
Am 4. November präsentiert Fastems unter anderem das neue GTS und die optimierten Features zum Werkzeugmanagement der MMS: „Produktivität. Das Richtige zur rechten Zeit – jederzeit!“ ist ein virtuelles Seminar, das neben allgemeinen Einblicken zum  Thema „Werkzeugmanagement“ Möglichkeiten zeigen soll, wie Anwender Wartezeiten auf Werkzeuge reduzieren, Ladefehler vermeiden und die Standzeiten der Werkzeuge erhöhen können. Mehr dazu erfahren Sie hier. 

Das GTS ist ein Werkzeugspeicher, der sich platzsparend an einer Hallenwand oder sogar direkt über Werkzeugmaschinen unterbringen lässt. Er verfügt über eine Kapazität von bis zu 4000 Schneidwerkzeugen. Portalroboter versorgen die ins System eingebundenen Maschinen schnell und verlässlich mit Werkzeugen. Nach der Bearbeitung holt das GTS die Werkzeuge zurück ins System. So stehen sie für den nächsten Einsatz bereit – auf der gleichen oder einer anderen Maschine.

Die Werkzeuganzahl intelligent reduzieren

Die Werkzeuge im Speicher können übergreifend auf allen angeschlossenen Maschinengenutzt werden. Das reduziert die Zahl der insgesamt benötigten Tools auf ein Minimum. So lassen sich erhebliche Kosten einsparen. Dank der Auslagerung der Werkzeuge in ein zentrales Magazin können die maschineninternen Magazine entlastet werden. Ein weiterer Vorteil: Beim Werkzeugwechsel ist mit der Automationslösung kein Bedienereingriff mehr erforderlich. So vermeidet das Werkzeugmanagement zuverlässig mögliche Fehler beim Laden der Werkzeuge. Die Wahrscheinlichkeit einer von einem Bedienerfehler ausgelösten Werkzeugkollisionen oder eines Maschinencrashs verringert sich deshalb deutlich.

Die Steuerung der automatisierten Werkzeugtransfers geschieht über die MMS von Fastems. Anhand der individuellen Anforderungen der aktuell auf den Maschinen laufenden NC-Programme plant die Software alle notwendigen Werkzeugwechsel und löst sie rechtzeitig aus. Dabei überprüft die Werkzeugmanagement-Software auch, ob für die jeweilige Bearbeitung die Standzeit des Werkzeugs noch ausreicht. Ausgehend von der in der Software hinterlegten Produktionsplanung bewirkt das MMS so einen optimalen Einsatz aller Werkzeuge. Das ermöglicht es, die eingebundenen Maschinen deutlich besser auszulasten. So trägt das System letztlich dazu bei, dass alle Aufträge rechtzeitig abgeschlossen werden können.

In die neue Version des Fastems-GTS sind zahlreiche Erfahrungen aus der Praxis der Werkzeugautomatisierung in eine zentralen Lösung eingeflossen. Das System ist modular aufgebaut. So können mit dem neuen GTS die Werkzeugspeicher mit einer Kapazität verwirklicht werden, die optimal an die Anforderungen der Produktion angepasst ist. Dank des modularen Systemkonzepts können beim GTS die Lieferung, Installation und Inbetriebnahme schneller erfolgen. Zudem ist das System sehr platzsparend. Und optoimal auf die Kombination mit dem Werkzeugmanagement ausgerichtet.

Optimierte Funktionen für ein besseres Werkzeugmanagement

Denn nicht nur das neue GTS, auch das Werkzeugmanagement innerhalb der Fastems-MMS optimierten die Automationsexperten. Eines der Resultate ist eine noch schnellere Suchfunktion nach spezifischen Werkzeuginformationen. Die Werkzeugansicht für NC-Programme ist deutlich übersichtlicher geworden. Und auch mit unerwarteten Maschinenstopps kommt die Software jetzt besser zurecht – hier wurden entsprechende Funktionen implementiert. Auch ins Regelwerk sind zahlreiche Erfahrungen aus der Praxis eingeflossen: So hebt das System nun nach 10 min die Reservierung spezifischer Tools für bestimmte Maschinen auf. Damit erhöht sich der Nutzungsgrad der vorhandenen Schneidwerkzeuge.

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