Management beim Erodieren

Zellenmanager sorgt für hohe Flexibilität und wirtschaftliche Fertigung kleiner Losgrößen

Systemaufbau eines Astrol Zellenmanagers: Die abgebildete Anordnung kann durch Werkzeugmaschinen und Handlinggeräte beliebiger Fabrikate erweitert werden.

Seit ihrer Gründung im Jahre 1982 beschäftigt sich die Schweizer Firma Astrol S. A. aus Bern mit der Automatisierung in der Teileproduktion
und Montage. Für diese Aufgaben liefert das Unternehmen Handlinggeräte für Werkstücke und Spannmittel sowie rotierende oder statische Magazine mit unterschiedlichen Lagerkapazitäten. Die rotierende Ausführung ist mit Magazintellern von 1200 und 1500 mm Durchmesser für die Verfahren Schleifen, Fräsen, Senk- oder Schneiderodieren lieferbar. Anzahl und Durchmesser der Teller richten sich nach der gewünschten Autonomie sowie nach Art und Größe der Werkstücke oder Elektroden. Die Werkstückform und das eingesetzte Palettensystem entscheiden dann letztendlich auch darüber, ob aktive oder passive Greifer in einfacher oder doppelter Ausführung zum Einsatz kommen können.
 Der modulare Aufbau und die einfache Einbindung der Astrol-Handhabungsgeräte in bestehende Abläufe beeindruckte auch die Geschäftsleitung der Firma Schwanog Siegfried Güntert GmbH. Mit den aus HM, HSS-E und Cermet bestehenden Profilwerkzeugen von Ø
×  Schwanog erhöht der Anwender nicht nur die Produktivität und Qualität seiner Erzeugnisse, er profitiert auch von dem Kundenservice Abrufaufträge nach Just-in-time-Kriterien.
 Diese hohe Lieferfähigkeit, die von der CAD-Werkzeugkonstruk-tion über die Fertigung bis zur Dokumentation der gelieferten Qualitäts-werkzeuge reicht, verlangt im internen Ablauf und ganz besonders in der Produktion eine hohe Flexibilität.
 Deshalb setzt Schwanog beim Einbringen der Schneidgeometrie und der Freiwinkel in die Wechselplatten seit Jahren auf Schneiderodiermaschinen der Firma Agie. Um deren Leistung und vor allem die hohe Prozesssicherheit voll nutzen zu können, wurde die Teilezufuhr mit Handhabungsgeräten der Firma Astrol automatisiert. Zurzeit sind drei Agie Schneiderodiermaschinen 150 HSS mit je einem Astrol Handhabungsgerät Astrodisc Single ausgerüstet. Die fertigungstechnischen und organisatorischen Vorteile dieser baugleichen Erodierzellen wurden anschließend durch ihre Vernetzung und den Einsatz des übergeordneten Zellenmanagers CMS von Astrol zusätzlich optimiert.
 Dass sich die angestrebte Automatisierung nicht ganz einfach verwirklichen ließ, hängt mit dem Produktionsprogramm von Schwanog zusammen. Die Wechselplatten werden üblicherweise in Stückzahlen von 1 bis 10 bestellt. 50 Platten der gleichen Ausführung gelten bereits als Großauftrag. Diese Teilevielfalt wirtschaftlich zu händeln und in einem optimierten Arbeitsablauf termingerecht zu produzieren, war das vorrangige Ziel, das sich das Obereschacher Unternehmen mit der
Investition in das Zellenmanagement-System setzte.
 Die konstruktive Gestaltung der einzelnen Wechselplatten mit allen Winkeln der Schneidgeometrie geschieht im CAD-System. In der Fertigung werden dann bis zu 15 Rohlinge in eine rahmenförmige Vorrichtung gespannt. Die Verknüpfung der Vorrichtungs- und der Palettendaten mit dem Rohling, den zugehörigen NC-Programmen und Bearbeitungstechnologien gewährleistet das Modul Arbeitsvorbereitung. Jede Vorrichtung wird in einem Postprozessor-Lauf optimiert. Dabei entscheidet der Mitarbeiter auch, auf welcher Maschine die Teile zu erodieren sind. Das Bearbeitungsprogramm wird dann in der Datenbank des zentralen Zellenrechners abgelegt oder sofort dem Maschinenbediener zugespielt.
 Bei Schwanog sind zirka 100 ¿ durch Chip identifizierbare ¿ Spann-vorrichtungen in Gebrauch. Jede einzelne ist in einer 3D-Darstellung im Zellenmanager hinterlegt und kann zur Visualisierung jederzeit vom Maschinenbediener aufgerufen werden. Parallel zur Konstruktion der Wechselplatten erstellen die Konstrukteure ein Datenblatt für das Erodieren. Es enthält Angaben über Drahtdurchmesser und -qualität, Art der Wechselplatte, Bahnkorrektur- und Konikwerte, Typ und Größe der Meisterplatte von der die Folgevermaßungen für weitere Platten vorgenommen werden, Zahl der Schrupp- und Schlichtschnitte usw. und gibt dem Bediener alle Hinweise, die er vor dem Start der Maschinen benötigt.
 Der Zellenmanager CMS bietet durch sein praxisnahes Konzept und die Bedienfreundlichkeit eine hohe Flexibilität und ermöglicht damit auch die wirtschaftliche Fertigung kleiner Losgrößen. Seine funktionsbestimmenden Merkmale sind die CMS-Module Arbeitsvorbereitung, Auftragsplanung und Zellensteuerung. Letztere übernimmt als ¿Master¿ die Steuerung der Fertigungszellen, wobei die Erodiermaschinen und die Handlinggeräte als ¿Slaves¿ ferngesteuert werden. Durch diese Struktur können vom Leitrechner aus die Prioritäten aller im Magazin gelagerten Paletten, unabhängig vom Fertigungsstand der aktuellen Palette, solange verändert werden, bis sie automatisch in die Maschine geladen werden. Die Daten überträgt ein Ethernet-Netzwerk.
 Angeschlossen sind neben dem zentralen Speicher mit den NC-Daten, die Werkstück- und Werkzeugwechsler von Astrol oder von Fremdfabrikaten, der PC in der Arbeitsvorbereitung und der Zellenrechner. Die Erodieranlagen oder andere Werkzeugmaschinen lassen sich ebenfalls über Ethernet oder über eine serielle Schnittstelle (RS 232/RS 485) mit dem Rechner verbinden. Um zusätzliche Übertragungskapazitäten zu schaffen, werden die Paletten- und Werkstückdaten zentral auf dem Zellenrechner in einer relationalen Datenbank gespeichert.
 Der Auftragsplaner informiert in Echtzeit über die Zustände in den angeschlossenen Werkzeugmaschinen, den Werkstückwechslern, den Teilemagazinen und bei allen eröffneten Jobs. Der Bediener wählt auf dem Touchpad des Bildschirms die anstehenden Aufträge aus, kontrolliert deren Zustand, ordnet sie nach Prioritäten, verteilt sie auf die verschiedenen Maschinen und gibt die Bearbeitung frei. Beim Definieren und Eingeben eines Jobs sind die Stückzahlen der Plattenrohlinge, deren Geo-metrie und die zur Bearbeitung benötigten Ero-diertechnologien die wichtigsten Kriterien. Die Bearbeitungs- und Technologiedaten sind in der Maschinensteuerung hinterlegt, werden aber, ebenso wie alle maschinenrelevanten Daten, vom Leitrechner aufgerufen. Dieser erkennt die Position der Palette auf den verschiedenen Astrol-Handhabungsgeräten und den Ist-Stand in den Maschinen und löst danach die notwendigen Schritte aus. Der Leitrechner ist als Server im Netz angemeldet. Er stellt sicher, dass die Fertigungszelle auch bei Ausfall des firmen-internen Netzwerks mit allen für die erfolg-reiche Abarbeitung der freigegebenen Jobs erforderlichen Daten versorgt werden kann.
 Vorrangiges Ziel der Firma Schwanog war und ist die Steigerung der Flexibilität. Ein wichtiger Schritt war dabei die Automatisierung der Schneiderodiermaschinen mit Astrol Handhabungsgeräten sowie deren Vernetzung und Einbindung in ein Zellenmanagement-System. ¿Auf den guten Erfahrungen, die wir mit dieser Lösung gemacht haben, können wir aufbauen¿, resümiert Geschäftsführer Clemens Güntert. ¿Da die Astrol-Lösung offen ist, denken wir daran, auch andere Maschinen und Verfahren unseres Unternehmens in die Vernetzung einzubinden.¿ Dem Schwarzwälder Werkzeugspezialisten böte sich dann eine hervorragende Möglichkeit, die Durchlaufzeiten weiter zu reduzieren, um den Kunden die anerkannt hohe Produktqualität in noch kürzerer Zeit zur Verfügung zu stellen. Und da die eingesetzten Erodierzellen bereits über Fernwartungseinrichtungen verfügen, die sich vom Zellenmanager optimal überwachen und koordinieren lassen, können die notwendige Zuverlässigkeit und Prozesssicherheit auch im Mehrschichtbetrieb vorausgesetzt werden.
www.astrolsa.com
www.schwanog.de