Technologiebaukasten für die agile Werkzeugproduktion

Die neusten Ergebnisse der Innovationskultur für die agile Werkzeugproduktion von Anca zeigt das Unternehmen auf der Grinding Hub in Stuttgart vom 17. bis 20. Mai. „Im Mittelpunkt dieses einmaligen Auftritts stehen Automation und Digitalisierung. Wir zeigen Industrie 4.0-Lösungen die zu den Voraussetzungen und Zielen unserer mittelständischen Kunden passen“, so Martin Winterstein, Vertriebsleiter bei Anca Europe.

AIMS steht für „Anca Integrated Manufacturing System“. Das Kürzel kann im Englischen auch als „Ziele“ gelesen werden. Für Anca bedeutet es die Zukunft der Werkzeugproduktion. Automation ist die Antwort des Werkzeugspezialisten auf Herausforderungen wie Fachkräftemangel und Globalisierung, Erhöhung der Gesamtanlageneffektivität, gestiegene Qualitätsanforderungen oder auch Ergonomie. Die integrierte Fertigung unter dem Stichwort Industrie 4.0 hat verschiedene Ausprägungen, bei Anca ist sie auf die Werkzeugfertigung ausgerichtet. Auf der Grinding Hub können Fachbesucher zum ersten Mal den vollautomatischen, integrierten Prozess in einer Fertigungszelle erleben. Die Automatisierung soll in der höchsten Ausbaustufe die gesamte Prozesskette abdecken können und durch Integration in die Unternehmenssysteme Flexibilität und Transparenz erhöhen. Die verschiedenen beteiligten Bereiche und Prozessschritte sollen als Ganzes betrachtet werden, einschließlich Konstruktion, Rohlingsbearbeitung, Schleifen, Lasermarkierung, Waschen, Verpackung und Versand. Die Leistungssteigerung ergibt sich aus der Betrachtung der Potenziale des gesamten Systems und der dadurch möglichen Effizienzsteigerung. Ein Baukastensystem stellt sicher, dass Anwender klein anfangen und nach Bedarf und Möglichkeiten einfach und schrittweise den reibungslosen Übergang von der traditionellen zur automatisierten und integrierten Fertigung gestalten können.

Auf der Grinding Hub zeigt Anca eine AIMS-Fertigungszelle, die einen vollautomatischen Werkzeugherstellungsprozess von der Palette mit Rohlingen bis hin zu Paletten mit geschliffenen Werkzeugen demonstriert:  Aufträge, die für die Produktion vorgesehen sind, werden über den AIMS-Server an die Autoset-Station transferiert und hier für die Produktion vorbereitet, wobei die Paletten mit Rohlingen für den weiteren automatisierten Prozess beladen werden. Ein AMR (Autonomer Mobiler Roboter) kommt für den Materialtransfer zwischen den Prozessschritten zum Einsatz, um Paletten oder einzelne Werkzeuge zu transferieren. Der Autofetch-Roboter bringt volle Paletten mit Rohlingen zur jeweiligen Schleifmaschine, entnimmt einzelne Werkzeuge von einer Maschine zur Messung und Kompensation außerhalb des Prozesses und transportiert die fertigen Werkzeuge ab. Die MX7 Linear Schleifmaschine mit Anca-eigenem Robomate2-Lader dient als Schnittstelle sowie Be- und Entladeautomation und die Zoller Genius mit Zoller Autoline  Advanced wird für die prozessunabhängige Vermessung einzelner Werkzeuge aus einer zu fertigenden Charge eingesetzt. Die Messwerte werden an die jeweilige Schleifmaschine übertragen und die Kompensation der Schleifparameter erfolgt auf Basis der kundenspezifischen Toleranzeinstellungen.

Die CPX von Anca wurde mit Blick auf den Einsatz im Produktionsschleifen von Werkzeugrohlingen mit hohen Abtragsraten und engen Toleranzen entwickelt. Ein neues In-Prozess-Messsystem misst und kompensiert den Außendurchmesser von geschliffenen Rohlingen in der Serienproduktion. Die eingesetzten Komponenten erweitern im Zusammenspiel mit der Maschine und Software den Einsatzbereich und die erreichbaren Qualitäten. Das Außendurchmesser-Messsystem verfügt über eine Funktion zur statistischen Prozesskontrolle (SPC), die standardmäßig in der Messsoftware enthalten ist. SPC ist benutzerdefiniert, die Toleranzen sowie die CP- und CPK-Werten werden ständig überwacht, kontrolliert und dem Anwender ausgegeben. Das Messsystem ist fest in der Maschine verbaut und wird nach Bedarf, basierend auf den voreingestellten Toleranzen und Messhäufigkeiten eingesetzt. Es wird eine genaue In-Prozess-Messung und Kompensation durchgeführt, um die Einhaltung der Nenndurchmesser am Rohling zu garantieren. Das System ist flexibel und kann verschiedene Durchmesser in einer Aufspannung messen, was vor allem bei komplexen Rohlingsgeometrien und -formen sowie in der Serienproduktion zum Tragen kommt.

Die Automarkx ist eine automatisierte Laserbeschriftungsstation, die manuelle und arbeitsintensive Prozesse überflüssig macht. Sie ist AIMS-kompatibel, kann also als unabhängige Station zum Einsatz kommen, ist aber für die Einbindung in automatisierte Fertigungsabläufe vorkonfiguriert. In einer AIMS-Fertigungszelle würde dann der Palettentransfer automatisch mittels Roboterbeschickung funktionieren. Automarkx ersetzt die herkömmliche manuelle Laserbeschriftung, um Fehlerquellen sowie das Risiko für Beschädigungen zu minimieren. Die Maschine kann bis zu zwei volle Paletten mit Werkzeugen aufnehmen, um auch größere Chargen im automatischen Betrieb zu verarbeiten. Die Beschriftung wird flexibel auf nur einer oder auf beiden gegenüberliegenden Seiten des Schafts sowie am Werkzeugende angebracht. Letztere Option eignet sich besonders für Anwendungen, bei denen ein eindeutiger Werkzeugidentifikationscode (z. B. Datamatrix) auf das Werkzeug graviert wird. Codes wie Datamatrix sind am Schaft verschleißanfällig, was am Werkzeugende weniger der Fall ist.

Automation für Kleinserien und Werkzeugaufbereitung, Live-Schneidplattenfertigung Werkzeugschleifbetriebe mit Spezialisierung auf kleinere Chargen oder Werkzeugaufbereitung können sich über Produktionskosten, Lieferzeiten und Flexibilität am Markt große Vorteile verschaffen. Für damit auftretenden Herausforderungen stellt Anca auf der Grinding Hub eine Lösung mit RFID-Technologie für flexibles Laden und Bearbeiten vor, in Kombination mit dem Laser Ultra In-Prozess-Messsystem und einer Barcode-Identifikation, die mit der I-Grind-Schleifsoftware und dem ERP-System des Anwenders verknüpfbar ist. Dieses System läuft auf der FX7 Linear-Plattform. Die Vorführung umfasst die Einrichtung eines Werkzeug für das Nachschleifen mithilfe eines Barcode-Lesegeräts und eines QR-Codes, die einfache Anwendung der ANCA-Software, Anbindung an des ERP-System und das Schleifen unterschiedlicher Durchmesser. Die FX7 Linear-Maschine verfügt zudem über eine verfahrbare Lünette, automatische Abrichteinrichtung, Schleifscheibenüberwachung sowie ein I-View Mess- und Kompensationssystem. Auch Hersteller von Wendeschneidplatten erhalten am Anca stand Impulse. Die MX7 Linear Schleifmaschine verfügt über einen integrierten Robomate-Lader von Anca mit passend konfigurierter Spannvorrichtung, Greifer, Paletten und Wendestation. Dazu kommen noch Extras wie das integrierte Auto-Stick Abrichtsystem mit vier Stationen, die Schleifscheiben-Überwachung und das Mess- und Kompensationssystem Laser Ultra.

Infolge der Elektrifizierung der Automobilindustrie ist die Nachfrage nach Wälzschälwerkzeugen jährlich um 30 % gestiegen. Die GCX Linear bietet eine Komplettlösung für Kunden, die diesen schnell wachsenden Markt erschließen wollen. Sie bietet eine fortschrittliche, eigenständige Software zur Konstruktion und Optimierung des Werkzeugs, die mit dem Verzahnwerkzeug-Paket in der Tool-Room-Software von Anca nahtlos verbunden ist. Alle linearen Achsen und der Spindelstock wurden von der bewährten Anca TX-Plattform übernommen. Die Maschine wurde außerdem um eine Reihe von Technologien erweitert: AEMS – akustisches Abrichten, Motortemperaturregelung an Schrupp- und Schlichtspindel, integrierte Werkzeugvermessung und Direktkompensation. Sie setzt damit laut Anca neue Maßstäbe bei die Herstellung von Wälzschälwerkzeugen der höchsten Qualitätsklasse DIN AA. Aufgrund der Komplexität und Weiterentwicklung der Wälzschälwerkzeuge verfügen viele eigenständige Messmaschinen bis heute noch nicht über die notwendigen mathematischen Modelle zur zuverlässigen Messung der Werkzeuge. Anca konnte dieses Problem lösen und präsentiert das weltweit erste integrierte Messsystem für Verzahnungswerkzeuge, das als einziges das Schleifen, Messen und Kompensieren in der Maschine ermöglicht. Auf der Grinding Hub sehen Fachbesucher den kompletten Produktionsprozess für Wälzschälwerkzeuge inklusive der Premiere der exklusiven In-Prozess-Messung und -Kompensation.

ak