KSS-Steuerung für mannlose Prozesse

Hier muss die KSS-Steuerung für mannlose Prozesse perfekt sein: Denn das Rotorgehäuse ist das Herzstück der Kompressoren von Atlas Copco. Deren Gussgehäuse stellt der Marktführer für industrielle Druckluftaufbereitungstechnik in der Airtec-B-Werkstatt im belgischen Wilrijk her – im größten Kompressorenwerk der Welt. Seit kurzem setzt Atlas Copco dafür eine noch stärker automatisierte Zelle mit vier Bearbeitungszentren von Starrag Heckert ein. In der Endausbaustufe können die Gussgehäuse in Kleinserien bis zu 70 Stunden lang mannlos bearbeitet werden. Die Gewissheit über die Qualität des Kühlschmierstoffs ist dann ein entscheidender Erfolgsfaktor im Gesamtprozess. Die Halle des Airtec-B-Shops misst etwa 200 x 100 m, was etwa vier Fußballfeldern entspricht. „Und sie ist zu klein“, sagt Ahmed El Yazidi, Reliability/Maintenance-Engineer bei Atlas Copco Airpower. Denn die weltweite Nachfrage nach belgischen Kompressoren ist groß.

Als Ahmed El Yazidi vor 30 Jahren bei dem Kompressorenhersteller anfing, gab es noch einen Bediener pro CNC-Maschine. In der neuen Produktionszelle mit den vier horizontalen Bearbeitungszentren von Starrag Heckert HEC 630 werden 500 Gehäuse pro Tag bearbeitet, und das mit nur zwei Bedienern pro Schicht.

Denn von dem Moment an, in dem die gusseisernen Halbfertigprodukte in das Werk in Wilrijk gelangen, ist der manuelle Eingriff minimal. „Alle Rohteile gelangen automatisch in das Fastems-Lager, und zwar auf der Palette, auf der sie hier ankommen. Wenn wir sie bearbeiten müssen, legt der Transportroboter sie in der zweiten Station ab und der Bediener setzt sie auf die Spannvorrichtung. Gehäuse, die wir noch nicht bearbeiten, gehen zurück ins Lager; die Tasterzirkel mit den eingespannten Gehäusen werden automatisch in die richtige Maschine eingesetzt und gehen nach der Bearbeitung in das zweite Magazin“, erklärt Ahmed El Yazidi die verschiedenen Schritte des Prozesses.

Einzigartig an dieser Produktionszelle ist das robotergesteuerte Werkzeugmagazin, das sich über die gesamte Länge der Zelle erstreckt. Der Roboter bestückt die Maschinen automatisch mit den richtigen Werkzeugen, darunter auch genügend Schwesterwerkzeuge, und legt die Werkzeuge, deren Einsätze ausgetauscht werden müssen, in die Ladestation. Hier richten die Werkzeugvoreinsteller die Werkzeuge für alle vier Bearbeitungszentren ein; der Rest ist automatisiert. „Wir haben nur einen festen Platz für die großen Werkzeuge, der Rest wird willkürlich platziert und dank des Daten-Chips im Halter weiß das System, welches Werkzeug sich an welcher Stelle befindet“, erklärt El Yazidi.

Alle vier Starrag-Heckert-Bearbeitungszentren in dieser Zelle sind mit dem neuesten Will-Fill-System zur automatischen Überwachung und Aufrechterhaltung des Kühlmittelstands ausgestattet. Atlas Copco Airpower war vor einigen Jahren der erste Kunde für das belgische Will-Fill-System. In der Kompressorenfabrik wurde das erste Will-Fill-SD520-System installiert. Inzwischen sind acht Systeme in Betrieb. Das erste Will-Fill-System wurde auf einem CNC-Bearbeitungszentrum von Makino installiert. Dazu Ahmed El Yazidi: „Die Konzentration zeigte starke Spitzenwerte. Wenn die Konzentration zu niedrig wurde, bildete sich Schimmel, was bedeutete, dass die Schmierwirkung weg war.“ Durch die Installation des Will-Fill-Systems bleibt die Konzentration der Emulsion auf demselben Niveau, und die Gefahr der Schimmelbildung wird praktisch auf Null reduziert. Die Standzeit beträgt jetzt sechs Monate. Bei einer anderen Maschine kam es häufig zu Werkzeugbrüchen. Untersuchungen ergaben schließlich, dass eine zu niedrige Konzentration der Emulsion die Ursache war. Mit der Installation eines Will-Fill-Systems wurde dem Werkzeugbruch ein Ende gesetzt.

Für Ahmed El Yazidi war es daher von Anfang an klar, dass die vier neuen Starrag-Heckert-Maschinen mit dem belgischen Überwachungs-, Analyse- und Füllsystem ausgestattet werden mussten. Nicht nur, um die Zuverlässigkeit des Prozesses zu verbessern. Auch weil er eine zu hohe Konzentration vermeiden will. „Dann besteht für die Mitarbeiter ein erhöhtes Risiko von Hautausschlägen. Auch das müssen wir verhindern.“ Das Will-Fill-System entspricht der Vision von Atlas Copco Airpower, wie eine moderne spanende Fertigung aussieht. „Wir bemühen uns um möglichst wenige mannabhängige Kühlmittelkontrollen“, sagt Ahmed El Yazidi. Normalerweise sind zwei Mitarbeiter des Wartungsteams jeden Tag damit beschäftigt, das Kühlschmiermittelbad und das Öl in allen Maschinen zu kontrollieren. Mit den acht Maschinen, die mit dem belgischen System ausgestattet sind, muss dies nicht mehr geschehen. Die Will-Fill-Systeme messen nicht nur die Konzentration, sondern 10 Parameter(NEO-Version) oder 12 (ION-Version) und füllen automatisch Wasser und Emulsion nach, wenn die Konzentration einen vordefinierten Schwellenwert überschreitet.

Die neuen Will-Fill-Systeme, mittlerweile die vierte Generation, stehen auch im Einklang mit der Einführung von Industrie 4.0 im Atlas Copco-Werk. In Wilrijk werden alle 120 CNC-Maschinen vernetzt sein. Dank der integrierten OPC-UA-Schnittstelle sind die beiden neuen Will-Fill-Systeme in der Lage, Daten zu protokollieren und sie entweder an das Will-Fill-eigene Dashboard oder, wie bei Atlas Copco, an ein unternehmensinternes Dashboard weiterzuleiten. So kann Ahmed El Yazidi von seinem Schreibtisch aus die wichtigen Parameter des Kühlmittelbads jeder Maschine auf einen Blick sehen. Da das Will-Fill-System die Konzentration automatisch aufrechterhält, muss sich das Wartungsteam von Atlas Copco im Grunde nicht mehr darum kümmern. Das System verfügt über eine zweite Überwachungsebene. Sollte die Konzentration eines der Kühlschmiermittelbäder die Grenzwerte überschreiten, wird eine E-Mail an das Wartungspersonal gesendet, die Anweisungen zum weiteren Vorgehen enthält. Der Kompressorenhersteller nutzt die Daten noch für einen weiteren Zweck. Da alle Daten protokolliert werden, kann das Qualitätsteam bei Problemen mit den Produkten oder den Werkzeugen sofort auf die Messwerte des Kühlmittels zurückgreifen. So kann man schnell eine mögliche Ursache ausschließen, was vorher nicht möglich war, weil keine historischen Daten über das Kühlmittel vorlagen.

Will-Fill-Geschäftsführer Pieter Dierickx betrachtet die Beziehung zu Atlas Copco als etwas Besonderes für das noch junge belgische Unternehmen: „Dass ein so großes Unternehmen unser System damals gekauft hat, ist etwas Besonderes. Es strahlt Vertrauen aus.“ Seitdem konnte Will-Fill das System zur automatischen Pflege des Kühlmittelbads weiterentwickeln und dabei die praktischen Erfahrungen des Kompressorherstellers nutzen. So können mit den neuesten Überwachungssystemen auch zerspanende KMUs von den Erfahrungen bei Atlas Copco profitieren. Pieter Dierickx: „Die großen Unternehmen protokollieren die Daten in ihren eigenen Systemen. Wir geben unsere Protokolle dafür frei. Für kleinere Unternehmen hat Will-Fill ein eigenes Dashboard, das sie nutzen können.“ Wer das Will-Fill-System auch nutzt, sehen Sie hier.