GROB Bearbeitungszentren automatisieren: Kameragesteuerte Roboterlösung

GROB-Universalmaschinen zählen mit ihrem einzigartigen Achskonzept und ihrer Langlebigkeit zur Spitzenklasse der Bearbeitungszentren. Eine solche Maschine ist eine erhebliche Investition, deren Wirtschaftlichkeit direkt von der Anzahl produktiver Spindelstunden abhängt. Ohne Automation steht auch eine G350 oft 16 Stunden am Tag still, weil kein Bediener verfügbar ist. Mit dem SherpaLoader® läuft die Maschine auch nachts und am Wochenende weiter und nutzt ihr Potenzial konsequent aus.

In GROB-typischen Fertigungen sind 5-Achs-Programmierung, Spanntechnik und Prozessoptimierung die eigentlich anspruchsvollen Aufgaben. Manuelles Be- und Entladen bindet genau das Personal, das für diese Tätigkeiten gebraucht wird. Mit dem SherpaLoader® übernimmt der Roboter das Werkstückhandling, während sich der Zerspaner auf Werkzeugmanagement, Messtechnik und das Einfahren neuer Bauteile konzentriert. Ein Bediener kann mehrere automatisierte Maschinen parallel überwachen. Das entschärft den Fachkräftemangel, ohne Erfahrung im Team zu verlieren.

Beim manuellen Einlegen variieren Position und Spannkraft, was sich auf die Maßhaltigkeit der ersten Operation auswirkt. Der SherpaLoader® positioniert jedes Werkstück mit identischer Genauigkeit und legt es reproduzierbar in das Spannmittel. Gerade bei den anspruchsvollen Bauteilen aus Luftfahrt, Medizintechnik und Maschinenbau, die typisch auf GROB-Maschinen laufen, zahlt sich diese Wiederholgenauigkeit aus.

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 GROB-Maschinen auch bei häufig wechselnden Aufträgen, ohne dass für jedes neue Bauteil eine eigene Palettenvorrichtung beschafft werden muss. Lohnfertiger mit gemischtem Teilespektrum profitieren doppelt: durch hohe Spindelzeit und durch Flexibilität in der Auftragsabwicklung.

Die G150 als kleinstes Modell der Baureihe und die weit verbreitete G350 bilden den Kern vieler GROB-Anwendungen, von Medizintechnik-Kleinteilen bis zu Maschinenbau-Komponenten. Der SherpaLoader® übergibt Roh- und Fertigteile direkt in das Spannmittel auf dem Maschinentisch. Auch die kostenbewussten Access-Varianten wie die G350a sind automatisierbar. Die passende SherpaLoader®-Größe richtet sich nach dem Werkstückgewicht und wird im Rahmen der Anforderungsanalyse festgelegt. Eine Automatisierung der G350 ist in diesem Video sichtbar. GROB G350 Automatisierung

Die G550 für größere Werkstücke und die G750 für schwere Bauteile stellen höhere Anforderungen an das Handling. Das umgesetzte G550a-Projekt zeigt die Praxis: Der SherpaLoader® M50 bedient die 5-Achs-Maschine mit gesägten Quadern von der Europalette, vollautomatisch und mannlos. Für noch 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 Mill-Turn-Varianten der G-Baureihe kombinieren 5-Achs-Fräsen und Drehen 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.

GROB bietet mit den Palettenspeichersystemen PSS-R und PSS-L sowie eigenen Roboterzellen ein umfangreiches Automationsprogramm aus eigener Fertigung an. Diese Palettenautomation ist auf kleine und mittlere Losgrößen bis hin zu Einzelaufträgen ausgelegt. Jedes Werkstück wird dabei auf einer Maschinenpalette mit eigener Spannvorrichtung gerüstet. Der SherpaLoader® verfolgt ein anderes Konzept: Er greift Rohteile direkt und legt sie in ein festes Spannmittel in der Maschine ein. Das spart die Investition in Palettenvorrichtungen je Werkstücktyp und reduziert den Rüstaufwand bei Serienteilen mit einfacher Spannung. Beide Ansätze haben ihre Berechtigung. Welcher passt, hängt vom Teilespektrum ab und wird in der Beratung ehrlich bewertet.

Viele G350 und G550 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 iTNC 530 sind anbindbar. So wird aus einer bewährten Bestandsmaschine eine mannlos produzierende Anlage, ganz ohne Investition in eine Neumaschine.

Eine SherpaLoader®-Zelle ist nicht an GROB gebunden. Dieselbe Automation kann heute eine G350 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.

GROB-Universalmaschinen sind mit Siemens 840D sl oder Heidenhain TNC 640 ausgestattet, neueste Maschinen mit der Heidenhain TNC 7, ältere Generationen mit der iTNC 530. 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.

GROB-Maschinen ohne pneumatische oder hydraulische Drehdurchführung lassen sich über einen elektrischen Spindelantrieb automatisieren. Ein Drehmomentschrauber spannt und löst konventionelle Maschinenschraubstöcke, das Anzugsmoment wird auftragsspezifisch in der Dialogsteuerung eingestellt. Damit kommen auch Bestandsmaschinen für die Roboterautomation in Frage, die ursprünglich nicht für die Verkettung vorbereitet waren.

Die Roboterzelle arbeitet vollständig außerhalb der GROB-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 GROB-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 der 5-Achs-Bearbeitung der G-Maschinen 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 das Spannmittel in der GROB-Maschine vor dem Einlegen neuer Rohteile.

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 und relevant für die Rückverfolgbarkeit in Luftfahrt und Medizintechnik. 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. Bei hochwertigen GROB-Maschinen ist der Hebel besonders groß, weil jede zusätzliche Spindelstunde einen entsprechend hohen Beitrag liefert. 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 GROB-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 ein zweites Bearbeitungszentrum oder eine zweite Schicht angeschafft werden muss. Das ist besonders für Betriebe attraktiv, die auf wechselnde Auftragslagen 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 GROB-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 GROB-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.