EMCO Werkzeugmaschinen automatisieren: Kameragesteuerte Roboterlösung

Ein zentrales Ziel der EMCO-Automation mit MAFU-SHERPA ist die deutliche Erhöhung der Spindellaufzeit. Mit autonomer Beladung produziert die Maschine auch nachts und am Wochenende ohne Bedienereingriff. Aus einer Einschicht-Anlage entsteht so ein Produktionssystem, das täglich 16, 20 oder mehr Spindelstunden erreicht. Das hebt die Auslastung und damit die Wirtschaftlichkeit der EMCO-Maschine spürbar an.

Das manuelle Be- und Entladen einer HYPERTURN oder UMILL bindet qualifiziertes Personal an Routineaufgaben. Mit dem SherpaLoader® übernimmt der Roboter diese Tätigkeiten, sodass Fachkräfte sich auf Rüsten, Qualitätsprüfung und Prozessoptimierung konzentrieren können. Ein Bediener kann mehrere automatisierte Maschinen parallel betreuen. So lässt sich der Fachkräftemangel abfedern, ohne Erfahrung im Team zu verlieren.

Beim manuellen Einlegen variieren Position und Spannkraft, was sich auf Maßhaltigkeit und Ausschussquote auswirkt. Der SherpaLoader® positioniert jedes Werkstück mit identischer Genauigkeit und legt es reproduzierbar in Spannfutter oder Schraubstock. Das Ergebnis ist eine gleichmäßige Bauteilqualität über die gesamte Serie hinweg. Besonders bei der Komplettbearbeitung auf HYPERTURN-Dreh-Fräszentren, wo jede Abweichung in der ersten Aufspannung alle Folgeoperationen beeinflusst, macht sich dieser Vorteil bemerkbar.

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 EMCO-Maschinen auch bei häufig wechselnden Aufträgen und Stückzahlen unter 100. Lohnfertiger mit gemischtem Teilespektrum profitieren so doppelt: durch hohe Spindelzeit und durch Flexibilität bei der Auftragsabwicklung.

EMCO bietet mit AX Automation eigene Lösungen an, vom Palettenhandling für UMILL und MAXXMILL bis zur Roboterzelle SmartAXLoad. Der SherpaLoader® ergänzt dieses Angebot mit einem herstellerneutralen Konzept: Die T-Serie automatisiert Drehmaschinen, die M-Serie Fräsmaschinen, beide mit derselben Dialogsteuerung, derselben Kameratechnik und denselben Bereitstellungsmedien. Wer im Betrieb eine HYPERTURN und eine UMILL nebeneinander stehen hat, arbeitet mit einem einheitlichen Bedienkonzept und einer Schulung für beide Anlagen.

Viele EMCOTURN, MAXXTURN und EMCOMILL wurden als Einzelmaschinen ohne Automation ausgeliefert und laufen seit Jahren zuverlässig im Handbetrieb. 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 Maschinengenerationen mit Sinumerik 840D oder früheren Fanuc-Steuerungen sind anbindbar. So wird aus einer bewährten Bestandsmaschine eine mannlos produzierende Anlage, ganz ohne Investition in eine Neumaschine.

Eine SherpaLoader®-Zelle ist nicht an EMCO gebunden. Dieselbe Automation kann heute eine MAXXTURN 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.

Kaum ein Hersteller bietet eine so breite Steuerungsauswahl wie EMCO: Siemens Sinumerik 828D, 840D sl und Sinumerik ONE, Fanuc 0i-TF und 0i-MF, Heidenhain CNC PILOT 640 bei den Drehmaschinen sowie TNC 620, TNC 640 und TNC7 bei den Fräsmaschinen. 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.

EMCO-Fräsmaschinen ohne pneumatische oder hydraulische Drehdurchführung lassen sich über den elektrischen Spindelantrieb von MAFU-SHERPA automatisieren. Ein Drehmomentschrauber spannt und löst konventionelle Maschinenschraubstöcke, das Anzugsmoment wird auftragsspezifisch in der Dialogsteuerung eingestellt. Damit kommen auch ältere EMCOMILL- und MAXXMILL-Modelle für die Roboterautomation in Frage, die ursprünglich nicht für die Verkettung vorbereitet waren.

Die Roboterzelle arbeitet vollständig außerhalb der EMCO-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 EMCO-Service und internen Stakeholdern zu schaffen.

Mit dem Modul Wenden lassen sich Werkstücke zwischen den Operationen automatisch drehen, ohne dass ein Bediener eingreifen muss. Bei Drehmaschinen ohne Gegenspindel ermöglicht das die Rückseitenbearbeitung in derselben Schicht, bei 5-Achs-Fräsmaschinen wie der UMILL entsteht eine vollständige 6-Seiten-Bearbeitung. 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 Spannfutter oder Schraubstock in der EMCO-Maschine vor dem Einlegen neuer Rohteile. Das verhindert Späneeinschluss zwischen Werkstück und Spannfläche und schützt so die Wiederholgenauigkeit der nächsten Operation.

Das Modul Vorprägen versieht Werkstücke mit definierten Spannflächen für sicheren Schraubstocksitz, das Modul Ausrichten positioniert Formteile reproduzierbar vor dem Einlegen. 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. Über offene Schnittstellen lassen sich auch Messstationen oder kundenspezifische Stationen einbinden.

Die Investition in einen SherpaLoader® amortisiert sich bei richtiger Auslegung typischerweise innerhalb von 12 Monaten. Entscheidend ist, dass die zusätzlich gewonnene Spindelzeit auch tatsächlich für Aufträge genutzt wird. Eine individuelle ROI-Berechnung ist Teil der Beratung und macht das wirtschaftliche Potenzial für die jeweilige EMCO-Maschine transparent.

Der größte Hebel liegt außerhalb der regulären Arbeitszeit. Eine EMCO-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 Lohnfertiger attraktiv, die auf wechselnde Auftragslagen reagieren müssen. Über die Lebensdauer der Maschine multipliziert sich der Effekt zu einem deutlichen Wettbewerbsvorsprung.