optymalizuje procesy pracy w celu bardziej efektywnego wykorzystania personelu
Producent obudów ROLEC zyskuje więcej przestrzeni produkcyjnej dzięki zastosowaniu robotów MAFU-SHERPA
Firma ROLEC ma swoje korzenie w latach 60. Założyciel firmy, Friedhelm Rose, zrewolucjonizował wówczas branżę, opracowując pierwsze na świecie szczelne obudowy aluminiowe. Od tego czasu ta rodzinna firma nieustannie się rozwijała i obecnie jest jednym z wiodących producentów obudów, obudów HMI oraz systemów ramion nośnych. Siła innowacyjności Friedhelma Rose’a trwa do dziś i zaowocowała przełomowymi produktami, takimi jak system ramion nośnych profiPLUS oraz seria obudów aluDOOR, nagrodzona German Innovation Award 2023.
Wszystkie obudowy ROLEC są produkowane przy użyciu najnowocześniejszego parku maszynowego. Dzięki precyzyjnej technologii CNC możliwe jest wiercenie lub frezowanie najdokładniejszych pasowań oraz indywidualnych wycięć zgodnie z potrzebami. Nawet najbardziej złożone wymagania dotyczące obróbki produktów są spełniane bez trudu.
Przed automatyzacją
Produkcja aluminiowych obudów dostosowanych do potrzeb klientów, przeznaczonych do montażu elementów elektrycznych i elektronicznych, stanowiła wyzwanie pod względem nakładu siły roboczej.
Część tych aluminiowych obudów została obrobiona w jednym cyklu na maszynach HAAS typu VF-3SS. Centrum obróbcze 4-osiowe zostało rozbudowane do maszyny 5-osiowej i było wyposażone w mechaniczny uchwyt czteroszczękowy firmy HWR. Było to konieczne, aby uniknąć śladów mocowania w cienkościennej geometrii i zagwarantować najwyższą jakość, którą obiecuje firma ROLEC. Maszyny obróbcze nie posiadały przepustu mediów na czwartej osi do uruchamiania urządzenia mocującego.
Mimo że procesy produkcyjne przebiegały stabilnie, operatorzy maszyn często wykonywali inne zadania w obrębie zakładu produkcyjnego ze względu na długi czas trwania cyklu. Po zakończeniu programu obróbki wrzeciono centrum obróbczego regularnie pozostawało w stanie spoczynku, dopóki personel obsługujący nie zarejestrował zakończenia obróbki, nie wyczyścił części gotowej i nie załadował maszyny ponownie. Kierownictwo produkcji dążyło zatem do bardziej efektywnego wykorzystania personelu i maksymalizacji czasu wrzeciona.
Wyzwaniem technologicznym było zautomatyzowanie sprawdzonej techniki mocowania bez wprowadzania zmian w dotychczasowym procesie mocowania.
Rozwiązanie
składał się z urządzenia SherpaLoader® M25 z elektrycznym napędem wrzeciona. Najpierw dokonano nowego podziału zadań: rozdzielanie i ciągłe dostarczanie materiału jest teraz wykonywane przez pracowników po przeszkoleniu, podczas gdy wykwalifikowani mechanicy obróbki skrawaniem skupiają się na jakości produkcji i automatyzacji.
W nowym cyklu pracy SpaceBox jest załadowywany surowcem. Po zakończeniu bieżącego zlecenia operator maszyny w celi robota może wymienić zużyty SpaceBox na nowy, zawierający półfabrykaty – za pomocą wózka podnośnikowego – i natychmiast kontynuować produkcję. Alternatywnie SpaceBox może pozostać na swoim miejscu, podczas gdy obrobione części są zastępowane półfabrykatami. Nowe zlecenie wybiera się w sterowaniu dialogowym, a robot rozpoczyna pracę: podnosi części, umieszcza je w stacji tłoczenia, a następnie w imadle maszynowym. Przedmiot obrabiany jest mocowany za pomocą wkrętarki momentowej zamontowanej na robocie. Części gotowe są automatycznie czyszczone sprężonym powietrzem i umieszczane przez robota z powrotem w SpaceBoxie.
Szczególnym wyzwaniem podczas automatyzacji było uniknięcie śladów mocowania. Siła była przenoszona na chwytak za pomocą czterech wkładek mocujących z powierzchnią z poliuretanu, których właściwości zostały specjalnie dostosowane do tego konkretnego zastosowania jeszcze na etapie projektowania. Dzięki temu udało się zapewnić automatyzację przy zachowaniu niezmiennie wysokiej jakości produktów ROLEC.
Dzięki około 70 obudowom w SpaceBoxie system nigdy nie zatrzymuje się, czekając na operatora. Zatrudnienie personelu przy zautomatyzowanych instalacjach spadło o ponad 50%, co dało nam znaczną przewagę konkurencyjną i pozwoliło pracownikom poświęcić więcej czasu na inne zadania. Fakt, że cela robota działa również podczas bezobsługowych zmian nocnych, generując przy tym wydajność, jest mile widzianym efektem ubocznym, który skrócił zwrot z inwestycji do mniej niż dwóch lat.
Matthias Rose, dyrektor zarządzający:
„Nasze koszty operacyjne w dużym stopniu zależą od personelu. Dlatego naszym celem było zwiększenie wydajności naszych wykwalifikowanych i doświadczonych pracowników. Obecnie nasi pracownicy obsługują dwie dodatkowe maszyny produkcyjne. Ze względu na krótki okres zwrotu z inwestycji od razu zakupiliśmy drugą automatyzację CNC firmy MAFU-SHERPA. W przyszłości planujemy zautomatyzować kolejne maszyny”.
Seit 20 Jahren entwickelt und produziert unser Kunde, Fa. Königsee Implantate aus Allendorf, Medizintechnik auf dem Gebiet der Osteosynthese. Kerngeschäft sind patentierte Plattensysteme mit winkelstabiler und variabel winkelstabiler Verschraubung.
Vor der Automation…
stellte sich die Fertigungssituation für Fa. Königsee Implantate wie folgt dar:
Bearbeitet werden Werkstücke aus Kantmaterial 40 x 50 x 25 mm, typischerweise mit Losgröße 50. Die Bearbeitung erfolgte auf dem 5-Achs-Bearbeitungszentrum HERMLE C20U, mit mechanischem Schraubstock der Firma LANG ohne Drehdurchführung, Bearbeitungszeit 4:20 Minuten.
Für die Fertigung dieser Serie war ein Bediener verantwortlich. Der holte sich Rohlinge aus dem Lager und vereinzelte diese auf Handeinlegewagen. Weil die zu spannenden Rohlinge aus Titan und damit sehr teuer sind prägte er diese manuell vor, d.h. er versah sie mit einer definierten Kontur und reduzierte die Spannrandzugaben und damit den Materialeinsatz. Das manuelle Vorprägen stellte mit 15 Sekunden pro Werkstück, also auf das Los bezogen rd. 90 Minuten.
Nun fuhr der CNC-Bediener den Handeinlegewagen zur Bearbeitungsmaschine, richtete das CNC-Programm ein, und begann mit den Einlegearbeiten. Besonders zeitaufwendig hierbei: Das drehmomentgenaue Spannen des Schraubstocks und die manuelle Druckluftreinigung der bearbeiteten Werkstücke und des Schraubstocks nach jedem Bearbeitungszyklus.
Bei einer Spindellaufzeit von 120 Sekunden pro Werkstück, die Stillstandzeiten lagen bei 30 Sekunden (also nicht-Hauptzeitparallel).
Mit diesen Aufgaben war der Bediener war zu 70% ausgelastet, sodass ein effizienterer Personaleinsatz und Maximierung der Spindelzeit gefordert war.
Neben der Prägestation kann Fa. Königsee Implantate ohne Mehraufwand andere Stationen in den in den Fertigungsprozess integrieren, bspw. eine Mess- und Markierstation. Wäre ein Bediener mit diesen zusätzlichen Arbeitsschritte voll ausgelastet, so kann er jetzt die automatisierte Anlagen verlassen, um weitere CNC-Maschinen zu überwachen.
„Die Roboterzelle nimmt uns das Vorprägen und Einlegen ab. Wegen des schnellen Einrichtens der Aufträge nutzen wir sie selbst bei kleinen Serien von fünf Teilen.“
Zitat
Frank Orschler, Geschäftsführer: … oder Zitat WER, Produktionsleiter
Konsequenz (results)
Konsequenz: Die Automation hat die vorherigen Aufgaben des 70% CNC-Bedieners auf einen Einrichter (20%) und einen Logistiker (25%) verteilt. Der Einrichter betreut fünf weitere automatisierte CNC-Maschinen. Sie ersparen dem CNC-Bediener also wertvolle Zeit, die und durch spart bares Geld.
Die Amortisationszeit liegt bei 11 Monaten.
Diese personelle Entkopplung, verbunden mit der Lohndifferenz zwischen Logistiker und Einrichter, hat bares Geld gespart. Denn die Betriebskosten werden im Wesentlichen von der Personalbindung bestimmt.
Die Lösung (mit dem M20)
wurde wie folgt konzipiert:
Zunächst wurden die Aufgaben neu verteilt: Die Vereinzelung und kontinuierliche Bereitstellung von Material wird nun durch (extern akquirierte) Logistiker durchgeführt, während sich qualifizierte Einrichter auf die CNC-Programme und Automation fokussieren.
Alle anderen vormals manuellen Arbeitsschritte übernimmt der SherpaLoader® vollautomatisch: Teilaufnahme, Vorprägen, Abblasen des Schraubstocks, Einfuttern, automatische Spannung des Schraubstocks, Abblasen des Werkstücks, automatisches Öffnen des Schraubstocks, Ausfuttern, Teilablage.
Welche Produktivitätsgewinn können Sie erreichen? Wie schnell erfolgt die Amortisation? Wir helfen Ihnen gerne bei der Berechnung! Dabei berücksichten wir gemeinsam Produktivitätsfaktor sind Maschinenstunden geteilt durch Mitarbeiterstunden.
Aus den Lohn- und Lohnnebenkosten, Urlaub und Krankenstand, berechnet sich, unter Berücksichtigung von Schichtzulagen, Ihr effektiver Stundensatz für die Normalschicht, Spätschicht, Nachtschicht und Samstagschicht.
Dann mehr als halbiert sich der effektiver Stundensatz.Denn die Finanzierungskosten eines Roboters sind deutlich geringer als ein Einleger-Gehalt. Das erklärt, warum es sich heute niemand mehr leisten kann, keinen Roboter zu haben.
