Automation als Produktivitäts-Faktor

Vom Palettenwechsler zum integrierten Robotersystem – mit den Automationslösungen von HLS werden aus CNC-Bearbeitungszentren hoch produktive Flexible Fertigungssysteme
(PresseBox) (Gosheim, ) Mit seinem Liefer- und Leistungsprogramm an CNC-Hochleistungs-Bearbeitungszentren hat sich das mittelständische Technologie-Unternehmen Maschinenfabrik Berthold Hermle AG weltweit etablieren können. Bezüglich der flexiblen, und dabei hoch produktiven 5-Achsen- Komplett-/Simultanbearbeitung, setzen die BAZ`s der C-Baureihe international die Maßstäbe und gelten als Synonym hinsichtlich hoch dynamischer Präzisionsfertigung und Langzeit-Genauigkeit. Um für die Kunden/Anwender die Vorteile der effizienten Teilebearbeitung auch in Gestalt von wettbewerbsstarker Produktivität sicherstellen zu können, bietet die Hermle AG aber nicht nur hochleistungsfähige Maschinen, sondern auch eine jeweils angepasste Automations-Peripherie für das Werkstück-Management. Davon ausgehend, dass in Zukunft nicht nur die Serien- sondern auch die Kleinserien- und Einzelteil-Fertigung automatisiert ablaufen muss, wurde bereits im Jahr 1998 das Tochterunternehmen HLS Hermle Leibinger Systemtechnik GmbH mit Sitz in Tuttlingen gegründet. Das aktuell 80 Personen zählende Spezialisten-Team von HLS befasst sich mit der Entwicklung, Herstellung und Integration von Magazinen, Handhabungstechnik und Materialfluss-Einrichtungen für das Werkstück-Handling im Umfeld der Bearbeitungszentren. Im Vordergrund steht dabei zwar die Automatisierung von Hermle-BAZ`s, jedoch werden auf Wunsch auch Werkzeugmaschinen anderer Hersteller sowie vor allem andere Technologien (Finishbearbeitung, Reinigen, Prüfen) in die Systeme integriert.

Komplettlösungen aus einer Hand

Da sich die Abläufe in einem Sondermaschinenbau-Unternehmen anders darstellen als in bei einem Serienhersteller, agiert die HLS als eigenständige Einheit, nutzt jedoch alle relevanten Ressourcen des Mutterhauses. Der große Vorteil für die Kunden/Anwender ist, dass sie funktionierende Komplettlösungen aus einer verantwortlichen Hand bekommen und sämtliche mechanischen sowie steuerungs- und softwaretechnischen Schnittstellen intern abgeklärt sind. Außerdem übernimmt die bekanntlich sehr gute Kundendienstorganisation von Hermle alle entsprechenden Servicearbeiten, sodass der Kunde hier nur einen einzigen kompetenten Ansprechpartner hat. Für Gerd Schorpp, Geschäftsführender Gesellschafter der HLS Hermle Leibinger Systemtechnik GmbH, steht fest, dass sich durch komplexere Aufgaben bei der Systemintegration die Anforderungsprofile stark verändert haben, weshalb er die HLS sowohl als Sondermaschinen-Hersteller wie als Systemintegrator sieht: „Je nach Struktur des Anwenders und seiner Fertigungstechnik-Ausrichtung gilt es den entsprechend angepassten Automatisierungsgrad zu präferieren. Ein Serienfertiger hat andere Ansprüche als ein Einzelteil- und Kleinserien-Hersteller. Deshalb bieten wir, in enger Abstimmung mit unserer Mutter bzw. anderen Herstellern, perfekt abgestimmte Komponenten, die wir bei uns konstruieren und montieren und dann beim Kunden integrieren. Für die Fertigung der Bauteile, Baugruppen und Subsysteme nutzen wir die Kapazitäten im Stammhaus, wodurch wir auch in Bezug auf die Lieferfähigkeit und die Termintreue an einem Strang ziehen. Da wir, im Gegensatz zu externen Sondermaschinenbauern und Systemintegratoren, außerdem über das spezifische zerspanungstechnische Know how und damit auch über die Kompetenz für Prozesslösungen verfügen, begibt sich der Kunde mit uns auf die sichere Seite.“

Zerspantechnik- plus Automations-Kompetenz

Für die zumeist individuellen Projektlösungen greift HLS auf einen modularen Baukasten zurück, der z. B. standarisierte Komponenten wie Palettenwechsler, Palettenspeicher, Paletten- und/oder Werkstück-Magazin- und Handlingsysteme, Robotersysteme inklusive Paletten- und/oder Werkstück-Magazin sowie Werkzeug-Zusatzmagazine beinhaltet. Je nach Anforderungen sind dann lediglich noch Anpassungen vorzunehmen, wodurch sich der Sondermaschinenbau-Aufwand auf einen überschaubaren Anteil reduziert und eine klare Kalkulation ermöglicht. Das Systemlösungs-Portfolio von HLS fächert sich wie folgt auf:

Palettenwechsler und Palettenspeicher

Den Einstieg in die automatisierte Teilefertigung ermöglichen Standard-Palettenwechsler verschiedener Baugrößen (Palettengrößen 400 x400, 500 x 500, 630 x 630, 800 x 800 und 1000 x 800 mm), die an die Bearbeitungszentren adaptiert werden. Die Palettenanzahl beträgt dabei ohne Speicher je nach Typ zwei oder drei Stück und mit Speicher dann zwischen sieben und 21 Paletten. Mit den Palettenwechslern wird hauptzeitparalleles Rüsten Realität und die Fertigung kann je nach Bearbeitungszeit pro Teile über einen bestimmten Zeitraum mannarm/mannlos erfolgen. Darüber hinaus lassen sich zwei und mehrere BAZ`s zu FFS Flexiblen Fertigungssystemen verketten.

Paletten- und/oder Werkstück-Magazine

Eine andere Art des Einstiegs in die automatisierte Teilefertigung bieten die IH-Systeme der Größen IH 30, IH 60 und IH 100. Dabei handelt es sich um in sich geschlossene, an die BAZ`s zu adaptierende standardisierte Einheiten inklusive Handlingsystem, in denen je nach Größe bis zu 90 Paletten oder Werkstücke magaziniert und über einen Teleskoparm automatisch zugeführt bzw. nach der Bearbeitung wieder rückgelagert werden können. Damit ist je nach Bearbeitungszeit der Werkstücke autarkes Arbeiten im Ein- bis Mehrschichtbetrieb möglich. Die IH-Systeme sind je nach Größe für Transportgewichte bis 30 kg (IH30), 60 kg (IH60) oder 100 kg (IH100) ausgelegt.

Roboterzellen/Robotersysteme

Für das Segment automatisierte Teilefertigung kleinerer bis mittlerer Werkstücke steht die standardisiert Einheit RS05 zu Verfügung. Dabei handelt es sich um eine sehr kompakte, in sich geschlossene Einheit, die nur 2 m2 Stellfläche benötigt und mit einem Roboter versehen ist. Verbunden mit einer Lineareinheit, holt der Roboter verschiedene Werkstücke mit einem Gewicht bis zu 5 kg aus dem Magazin und befördert sie in den Arbeitsraum der Maschine. Nach dem Bearbeiten kann der Roboter die Werkstücke zunächst auch einer Reinigungs- und einer Trocknungsstation zuführen, bevor dann schließlich die Rücklagerung ins Magazin erfolgt. Das Robotersystem RS1 ist als kompakte Zelle für die flexible Fertigung aufgebaut und mit einem Roboter für Traglasten bis 60 kg ausgerüstet. Der Roboter versorgt ein BAZ und kann wahlweise Paletten oder direkt Werkstücke handhaben. Die Werkstück- oder Palettenmagazine sind hier entsprechend dem Bedarf zu konfigurieren. Das Robotersystem RS2 ist speziell zum Paletten-Handling mit max. 270 kg Transportgewicht ausgelegt. Hierfür kommen dann Container- ähnliche Schwerlast-Paletten-Magazine zum Einsatz, wobei ein Magazin wiederum bis zu sechs Schwerlastregale enthalten kann. Zudem ist die Anbindung von bis zu drei Bearbeitungszentren machbar, wodurch sich der Nutzungs- und Anwendungs-Bereich nochmals erweitert. Als Ergänzung dazu ist das Robotersystem RS2 Kombi zu verstehen, das im Mix und damit hoch flexibel sowohl das Paletten- als auch das Werkstück-Handling erlaubt.

Werkstück-Handling mit 500 oder 1.000 kg

Die größeren Robotersysteme RS3 und RS4 stehen dann für das Handling von Paletten verschiedener Abmessungen (RS3 630 x 630 x 400 mm bzw. RS4 1000 x 800 x 800 mm) und mit Transportgewichten bis 500 bzw. bis 1.000 kg. Die Magazine dafür lassen sich nach Bedarf individuell konfigurieren und es können auch zwei Bearbeitungszentren integriert werden. Grundsätzlich sind die Robotersysteme RS2, RS3 und RS4 als „Plattformen“ entwickelt, auf deren Basis sich dann kundenindividuelle Lösungen gestalten lassen. Eine weitere Variante stellt das Robotersystem RS 2L dar, bei dem es sich um eine Roboterzelle handelt, in welcher der Roboter auf einer 7. Achse linear verfährt und aus dem linear angeordneten Magazin mehrere in Reihe aufgestellte BAZ`s versorgt. Die Robotersysteme lassen die hoch effiziente Teilefertigung an sieben Tagen Realität werden, was nicht zuletzt durch die bereits 120 installierten Roboter- gestützten Fertigungssysteme von Hermle nachdrücklich unter Beweis gestellt wurde und wird. Insgesamt arbeiten bis heute über 200 komplexere Fertigungssysteme mit unterschiedlichem Automatisierungsgrad, eben genau so, wie er für den jeweiligen Kunden passt.

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