CHIRON Bearbeitungszentren automatisieren: Kameragesteuerte Roboterlösung

CHIRON-Bearbeitungszentren sind auf minimale Nebenzeiten ausgelegt: hohe Eilgänge, schnelle Werkzeugwechsel und kurze Span-zu-Span-Zeiten machen sie zu den schnellsten Vertikalmaschinen ihrer Klasse. Bei kurzen Zykluszeiten wird das manuelle Be- und Entladen schnell zum Flaschenhals. Die Maschine wartet auf den Bediener, nicht umgekehrt. Ein Beladevorgang mit dem SherpaLoader® dauert nur 15 Sekunden und läuft parallel zur Bearbeitung. So kommt die Geschwindigkeit der CHIRON dort an, wo sie zählt: in der Ausbringung pro Schicht.

Serienfertigung auf CHIRON-Maschinen bedeutet oft hohe Stückzahlen bei kurzen Taktzeiten und damit hunderte Handgriffe pro Schicht. Mit dem SherpaLoader® übernimmt der Roboter diese Routine, während sich Fachkräfte auf Rüsten, Qualitätsprüfung und Prozessoptimierung konzentrieren. Ein Bediener kann mehrere automatisierte Maschinen parallel betreuen. Das entschärft den Fachkräftemangel, ohne Erfahrung im Team zu verlieren.

Beim manuellen Einlegen variieren Position und Spannkraft, bei hohen Stückzahlen summieren sich diese Abweichungen zu Ausschuss und Nacharbeit. Der SherpaLoader® positioniert jedes Werkstück mit identischer Genauigkeit. Beim CHIRON-Projekt sorgen zusätzlich Ausrichtstation, Vorprägestation und Drehmomentschrauber für eine Einspannung, die bei jedem Bauteil exakt gleich ist: gleiche Lage, gleiche Spannflächen, gleiches Anzugsmoment. Das erhöht die Haltekräfte während der Bearbeitung und ermöglicht verkürzte Bearbeitungszeiten bei gleichbleibender Prozesssicherheit.

Die Automatisierung lohnt sich nicht erst bei Großserien. Der SherpaLoader® ist auf Losgrößen von 5 bis 5.000 Teilen ausgelegt und bewältigt Werkstückwechsel in unter fünf Minuten. Damit rechnet sich die Automation an CHIRON-Maschinen auch bei häufig wechselnden Aufträgen, wie sie in der Lohnfertigung und im Werkzeugbau typisch sind. Betriebe mit gemischtem Teilespektrum profitieren doppelt: durch hohe Spindelzeit und durch Flexibilität in der Auftragsabwicklung.

Die kompakten Vertikalmaschinen FZ 08, FZ 12 und FZ 15 sind in Automotive-Zulieferung, Medizintechnik und Präzisionsfertigung weit verbreitet, viele davon seit Jahren im Einsatz. Der SherpaLoader® belädt diese Maschinen über die Fronttür, ohne Werkzeugmagazin oder Späneabfuhr zu blockieren. Auch die baseline-Varianten und ältere Generationen sind automatisierbar. Die passende SherpaLoader®-Größe richtet sich nach dem Werkstückgewicht und wird im Rahmen der Anforderungsanalyse festgelegt.

Die größeren FZ-Modelle sowie die MILL-Serie mit Verfahrwegen bis 8.000 mm decken das mittlere und obere Werkstückspektrum ab, bis hin zu großen Struktur- und Gehäusebauteilen. Das umgesetzte Projekt an der MILL 3000 zeigt die Praxis: Der SherpaLoader® M25 bedient die Maschine mit gesägten Quadern aus der SpaceBox, vollautomatisch und mannlos. Für schwerere Bauteile stehen Modelle bis zum M225 mit 175 kg Werkstückgewicht zur Verfügung. Schwere Roh- und Fertigteile, die manuell nur mit Kran oder Hebehilfe zu bewegen wären, handhabt der Roboter sicher und ergonomisch.

Die Fräs-Dreh-Zentren der Baureihen 715 und 733 vereinen Fräsen, Drehen und weitere Technologien wie Verzahnen in einer Aufspannung. Für die Automation gilt dasselbe Prinzip wie bei den reinen Fräsmaschinen: Der SherpaLoader® übergibt das Rohteil in das Spannmittel, die Komplettbearbeitung läuft autonom, das Fertigteil wird entnommen und abgelegt. Gerade bei den langen Zyklen der Komplettbearbeitung zahlt sich ein großer Werkstückspeicher aus. Die Maschine produziert über Stunden ohne Eingriff.

Die CHIRON Group bietet mit Variocell UNO, Variocell PALLET, Variocell MOVE und Variocell SYSTEM ein umfangreiches Automationsprogramm an, das auf die eigenen Maschinen abgestimmt ist. Diese Zellen arbeiten mit geordneten Speichermedien wie Schubladenspeichern, Palettierern, Schrägpalettensystemen oder vordefinierten Matrizen. Der SherpaLoader® verfolgt ein anderes Konzept: Die 3D-Kamera-Lasererkennung SherpaVision® erfasst Werkstücke ohne feste Ordnung direkt auf SpaceBox, Tischwagen oder Palette. Das spart werkstückspezifische Vorrichtungen, verkürzt die Umrüstung und ermöglicht mit bis zu 12 m² Speicherfläche autonome Laufzeiten von mehreren Tagen. Beide Ansätze haben ihre Berechtigung. Welcher passt, hängt vom Teilespektrum ab und wird in der Beratung ehrlich bewertet.

Viele FZ 08, FZ 12 und FZ 15 wurden als Einzelmaschinen ohne Automation ausgeliefert und laufen seit Jahren zuverlässig im Handbetrieb, teils noch mit Steuerungen aus den 1990er Jahren. Genau hier setzt der SherpaLoader® an: Die Nachrüstung erfolgt ohne Eingriff in die Maschine und unabhängig davon, ob eine werksseitige Automationsvorbereitung vorhanden ist. Auch ältere Fanuc- und Siemens-Generationen sind über freie M-Funktionen anbindbar. So wird aus einer bewährten Bestandsmaschine eine mannlos produzierende Anlage, ganz ohne Investition in eine Neumaschine.

Eine SherpaLoader®-Zelle ist nicht an CHIRON gebunden. Dieselbe Automation kann heute eine FZ 16 beladen und morgen, nach einer Umstellung des Maschinenparks, eine Maschine eines anderen Herstellers. Das schützt die Investition über Maschinengenerationen hinweg und schafft Flexibilität, wenn im Betrieb Maschinen verschiedener Fabrikate stehen. Für Lohnfertiger mit heterogenem Maschinenpark ist das ein entscheidender Vorteil gegenüber herstellergebundenen Systemen.

CHIRON-Bearbeitungszentren sind je nach Baureihe und Baujahr mit Siemens Sinumerik 840D sl oder Sinumerik ONE, mit Fanuc-Steuerungen oder mit Heidenhain ausgestattet. Ältere Maschinen laufen mit früheren Sinumerik- und Fanuc-Generationen. Der SherpaLoader® lässt sich an alle Varianten anbinden: über digitale Protokolle wie Profibus, Profinet oder Ethernet/IP bei neueren Maschinen, oder über freie M-Funktionen und potenzialfreie Kontakte bei älteren Modellen. In allen Fällen bleibt die Bedienoberfläche der Maschine vollständig unberührt.

CHIRON-Maschinen ohne pneumatische oder hydraulische Drehdurchführung lassen sich über einen elektrischen Spindelantrieb durch MAFU-SHERPA automatisieren. Ein Drehmomentschrauber spannt und löst konventionelle Maschinenschraubstöcke, das Anzugsmoment wird auftragsspezifisch in der Dialogsteuerung eingestellt. Beim Projekt an der MILL 3000 schließt der Roboter den Schraubstock genau auf diesem Weg mit definiertem Drehmoment und Drehwinkel. Damit kommen auch Bestandsmaschinen für die Roboterautomation in Frage, die ursprünglich nicht für die Verkettung vorbereitet waren.

Die Roboterzelle arbeitet vollständig außerhalb der CHIRON-Maschine und greift nicht in deren Mechanik oder Steuerungssoftware ein. Damit bleibt die Herstellergarantie in der Regel unberührt. Im Vorfeld wird das konkrete Vorgehen abgestimmt und dokumentiert, um Klarheit gegenüber dem CHIRON-Service und internen Stakeholdern zu schaffen.

Mit dem Modul Wenden lassen sich Werkstücke zwischen den Operationen automatisch drehen, ohne dass ein Bediener eingreifen muss. In Kombination mit den five-axis-Varianten der CHIRON-Baureihen entsteht so eine vollständige 6-Seiten-Bearbeitung in einer automatisierten Zelle. Das Modul ist vollständig in die Dialogsteuerung integriert, vom Rohteil bis zum allseitig fertigen Bauteil.

Das Modul Reinigen bläst Späne und Kühlschmierstoff von den fertig bearbeiteten Werkstücken, bevor sie zurück auf den Materialspeicher gelegt werden. Eine zusätzliche Abblasvorrichtung reinigt den Schraubstock in der CHIRON-Maschine vor dem Einlegen neuer Rohteile. Beim Projekt an der MILL 3000 gehört genau diese automatische Schraubstockreinigung mit Druckluft zum Standardablauf jedes Zyklus. Das verhindert Störkörper zwischen Bauteil und Spannbacken und schützt so die Wiederholgenauigkeit der nächsten Operation.

Das Modul Vorprägen versieht Werkstücke mit definierten Spannflächen, damit die Verzahnung des Schraubstocks formschlüssig greift. Das erhöht die Haltekräfte und erlaubt höhere Zerspanleistung bei gleichbleibender Prozesssicherheit. Das Modul Ausrichten positioniert Rohteile reproduzierbar an einem mechanischen Anschlag, bevor sie eingelegt werden. Beide Module sind an der CHIRON MILL 3000 im Einsatz. Mit dem Modul Markieren erhält jedes Bauteil per Karbid-Nadel Seriennummer, Datum oder Auftragsnummer, integriert in den Entladevorgang. Das Modul Abstechen erlaubt die Fertigung mehrerer Halbzeuge aus einem Rohteil.

Die Investition in einen SherpaLoader® amortisiert sich bei richtiger Auslegung typischerweise innerhalb von 12 Monaten. Gerade bei CHIRON-Maschinen mit kurzen Zykluszeiten ist der Hebel groß: Jede Stunde mannlose Laufzeit produziert überproportional viele Teile. Eine individuelle ROI-Berechnung ist Teil der Beratung und macht das wirtschaftliche Potenzial für die jeweilige Maschine transparent.

Der größte Hebel liegt außerhalb der regulären Arbeitszeit. Eine CHIRON-Maschine, die freitagabends mit Rohteilen bestückt wird und bis Montagmorgen autonom läuft, gewinnt bis zu 60 zusätzliche Produktionsstunden pro Woche. Das geschieht ohne Nacht- oder Wochenendzuschläge und ohne zusätzliche Bediener. Anwender berichten von täglichen Spindelzeit-Steigerungen um 10 bis 14 Stunden.

Die Automatisierung senkt die Stückkosten und erhöht gleichzeitig die Kapazität, ohne dass eine zweite Maschine oder eine zweite Schicht angeschafft werden muss. Das ist besonders für Serienfertiger attraktiv, die auf schwankende Abrufe reagieren müssen. Über die Lebensdauer der Maschine multipliziert sich der Effekt zu einem deutlichen Wettbewerbsvorsprung.

Jede Fertigung ist anders. Werkstückspektrum, Maschinenpark, Losgrößen und Platzverhältnisse unterscheiden sich von Betrieb zu Betrieb. Am Anfang steht eine systematische Anforderungsanalyse: Welche CHIRON-Maschinen sollen automatisiert werden? Welche Werkstücke laufen am häufigsten? Wie viel Platz steht zur Verfügung? Aus diesen Informationen entsteht ein passgenaues Automatisierungskonzept inklusive Wirtschaftlichkeitsberechnung.

Technische Datenblätter geben einen ersten Eindruck, eine Live-Demonstration zeigt die Praxis. Dadurch wird schnell sichtbar, wie präzise und zuverlässig der Roboter arbeitet.
Termin vereinbaren: +49 711 2525 744-0 oder info@mafu-sherpa.com.

Auf Basis der Anforderungsanalyse entsteht ein konkretes Angebot mit transparenter ROI-Berechnung. Sie sehen, mit welcher Amortisationszeit zu rechnen ist und welche zusätzliche Spindelzeit realistisch erreichbar ist. Die Berechnung berücksichtigt Maschinenbelegung, Werkstücklaufzeiten und Margen, nicht nur Listenpreise.

Von der ersten Beratung über die Konfiguration bis zur Inbetriebnahme begleitet MAFU-SHERPA das Projekt durchgängig. Das umfasst Aufstellung, Anbindung an die CHIRON-Steuerung, Einrichtung des ersten Werkstücks und die Schulung der Bediener. Nach der Übergabe steht ein Servicepartner-Netzwerk für schnelle Reaktionszeiten zur Verfügung. So wird der Übergang in die automatisierte Produktion zur Routine und nicht zum Risiko.