Vier-Punkt-Null ist längst Realität

01.11.2018   |   Freudenstadt   |   Deutschland

Eigentlich sollte nur die Kantenanleimmaschine ersetzt und eine neue Software installiert werden. Aber schon in der Planungsphase wurde deutlich, dass mehr geschehen musste. So entschieden sich die Verantwortlichen der Ernst Fischer GmbH (Erfi) für die Komplettlösung. Jetzt werden alle Holzteile für die Arbeitstische und Schränke des Elektronik-Spezialisten aus Freudenstadt auf einer automatisierten Fertigungslinie von HOMAG produziert. Eine Anlage, die sämtliche Kriterien von Industrie 4.0 erfüllt und bald auch „tapio ready“ sein wird.

„Wir mussten etwas tun“, beschreibt Andreas Fischer, Junior-Chef von Erfi, die Situation seiner Holzfertigung mit manuell bedienten Schreinerei-Maschinen. „Den Anforderungen des Marktes – der Vielzahl der Varianten und der Fertigung von Losgröße 1 bis zur Großserie – konnten wir nicht mehr wirtschaftlich gerecht werden.“ Der Hersteller von Elektroniklaboreinrichtungen, Montagearbeitsplätzen, Mess- und Prüfgeräten sowie Testsystemen hat die HOMAG-Beratung zu 100 Prozent umgesetzt und sich die modernste Maschinentechnik, die derzeit zu haben ist, ins Haus geholt. In Freudenstadt wurde ein Riesenschritt vollzogen, von der Einzelmaschine zur verketteten Anlage – und das mit allen Merkmalen und Software-Applikationen von Industrie 4.0.

Die Maschinen der verketteten Anlage konnten in einer vorhandenen Halle optimal platziert werden. Dass es sich hier um eine Fertigung mit hohem Automatisierungsgrad handelt, erkennt der Besucher am automatisierten Teilefluss. Am Anfang der Fertigung steht der Plattenzuschnitt, den eine Plattensäge SAWTEQ B-300 (HPP 300 profiLine) mit ihrem vorgelagerten Flächenlager STORETEQ S-500 (TLF 411) bewältigt. Die Säge verfügt über einen Sägeblattüberstand von 95 mm und kann sowohl Einzelplatten als auch Pakete aufteilen. Sie ist damit auch für den wirtschaftlichen Zuschnitt größerer Stückzahlen ausgelegt. Weitere Optionen wirken leistungssteigernd bzw. materialschonend. Ein Flächenetikettierer etikettiert noch vor der Säge die Rohplatte – das beschleunigt den Zuschnitt nochmals. Jedes Zuschnitt-Teil bekommt von einem Etiketten-Drucker einen Barcode-Aufkleber, der die Identifikation des Teiles vom Zuschnitt bis zur Montage ermöglicht. Zwischen Zuschnitt und Kantenanleimen werden die zugeschnittenen Teile zunächst in einem Sortierpuffer SORTEQ R-200 (TLB 321) platziert, der über eine Speicherkapazität von bis zu 1200 Teilen unterschiedlicher Größe verfügt.

Das Anleimen der Kanten erfolgt mit der hochflexiblen Kantenzelle, die Kanten mit Nullfugen-Qualität in Losgröße 1 mit laserTec – Next Generation realisiert. Bei dieser Anlage zur flexiblen Fertigung ist eine einseitige Kantenanleimmaschine EDGETEQ S-810 (K 610) im Einsatz. Die mehrseitige Bearbeitung in aufeinanderfolgenden Durchläufen erreicht auch bei kommissionsweiser Fertigung mit ständig wechselnden Abmessungen eine hohe Kapazität. Eine Umrüstung der Aggregate zwischen zwei Werkstücken innerhalb kürzester Lücken ist Stand der Technik. Mit dem Werkstückzuführsystem werden die Werkstücke in Längs- und Querrichtung maß- und winkelgenau zugeführt. In Verbindung mit dem Power-Fügefräsaggregat, ausgestattet mit Hydro-Werkzeugen zum hochpräzisen, ausrissfreien Bearbeiten der Werkstücke, ergibt sich so eine exakte Formatbearbeitung im Durchlauf. Das Verleimteil kann zwölf verschiedene Kanten im automatischen Wechsel ohne manuellen Eingriff verarbeiten. Das Laser-Aggregat mit neuer Dioden-Technologie ist leistungsoptimiert und durch seinen einfachen Aufbau sehr robust und platzsparender als das frühere Laser-Aggregat. Die Maschine bietet zusätzlich auch die Möglichkeit, Kanten mit PU zu verleimen, um besondere Anforderungen hinsichtlich Beständigkeit vor Hitze und Feuchtigkeit optimal zu erfüllen.

Eine Rückführung mit integriertem Drehportal schafft einen verketteten Materialfluss mit hoher Leistung. Fertig bearbeitete Werkstücke werden automatisch separiert: Alle rechtwinkligen Teile ohne Freiform-Bearbeitungen gehen zunächst zurück in den Sortierpuffer, bevor sie zur weiteren Bearbeitung automatisch an ein Bearbeitungszentrum DRILLTEQ H-600 (BHX 560) zum Bohren und Fräsen im Durchlauf transportiert werden. Teile mit Freiform-Bearbeitungen werden am Auslauf der Kante abgestapelt und zur weiteren Bearbeitung der CNC-Zelle mit Roboterhandling zugeführt.

Das Herzstück der CNC-Zelle bildet das Bearbeitungszentrum CENTATEQ P-500 (BMG 512), das modular aufgebaut ist und nach Kundenwunsch und -anforderung konfiguriert werden kann. Die Fertigungs-Verantwortlichen bei Erfi haben ihrer BMG ein Höchstmaß an Flexibilität verordnet. So wurde als Frässpindel die Drive-5C+ als 5-Achsspindel gewählt. Die Flexibilität des Bearbeitungszentrums unterstreichen der Konsolentisch, der ein einfaches Handling durch Konsolen mit hochpräzisen Linearführungen und robusten Einlegehilfen mit zwei Pneumatik-Zylindern ermöglicht, und die Bohreinheit „Multi-Processing-Unit“, die um 360 Grad geschwenkt werden kann und alle Spindeln in jedem Winkel einsetzbar macht. Das gilt auch für den Ketten-Werkzeugwechsler, der mit 72 Plätzen und kurzen Wechselzeiten durch Umsetzer die Grundlage für den flexiblen Einsatz einer hohen Zahl von Werkzeugen und Aggregaten darstellt. Dass beim Kantenanleimen an Formteilen auch das laserTec-System gewählt wurde, ist der Anforderung geschuldet, dass sowohl gerade als auch geschwungene Kanten die gleiche Qualität haben müssen. Da die Bearbeitungszeiten hier deutlich länger sind, wurde das Teile-Handling einem 5-Achs-Industrieroboter übertragen. So kann der Bediener parallel an anderer Stelle tätig sein.

Der Roboter springt jedem Besucher der Erfi-Fertigungsanlage ins Auge. Er ist das äußerliche Indiz für eine automatisierte Fertigung. Dabei fängt die Automation schon viel früher an – nämlich sobald in der Produktions-Vorbereitung auftragsbezogene Daten mit Daten aus dem CAD/CAM-System und der Stücklisten-Verwaltung zusammengeführt werden. Über das Fertigungsleitsystem ControllerMES von HOMAG entstehen so letztlich CNC-Programme und Fertigungsdaten für jedes Teil, welche dann mit zeitlichem Vorlauf an die Maschinen übergeben werden. Hier wird jedem Teil „Leben eingehaucht“, und zwar mit einer eindeutigen Identifikations-Nummer, die bis zur Endmontage gültig ist. „Mit dem Fertigungsleitsystem ControllerMES von HOMAG steht uns eine Plattform zur Verfügung, mit der Produktionsprozesse optimal organisiert und das Zusammenspiel von Maschinen und Handarbeitsplätzen perfektioniert wird“, erläutert Peter Bitzer, als IT-Experte System-Administrator bei Erfi, die neuen technischen Möglichkeiten.

„Mit dem modularen System wird der Prozess bei Erfi nachhaltig unterstützt – von der intelligenten Konfiguration und Optimierung der Produktionsdaten über die Produktionsplanung bis hin zur Vollständigkeitskontrolle nach der Endmontage“, ergänzt Harald Sieber, Senior Sales Manager bei HOMAG Systems. „Die Software schafft so die Voraussetzungen für die auftragsbezogene Fertigung variantenreicher Produkte in einer vernetzten Produktion.“ Gleichzeitig macht sie die Produktion transparent, für jedes Teil jedes Auftrags gibt es Rückmeldungen – der Fertigungsfortschritt ist zu jeder Zeit bekannt. Die Fertigung ist so deutlich besser zu kontrollieren und zu steuern. Problemsituationen werden frühzeitig erkannt. Im Schadensfall kann über den Barcode des Teils eine Neufertigung frühzeitig ausgelöst werden – nicht erst, wenn das Teil in der Montage fehlt. Ein Feature des ControllerMES ist die Möglichkeit der Zusammenfassung von Fertigungsaufträgen. „So können wir in der Vorausschau sogenannte „Kann-Teile“ vorziehen und mit „Muss-Teilen“ aktueller Aufträge mischen, um so einen optimalen Schnittplan mit geringem Verschnitt zu bekommen“, beschreibt Peter Bitzer einen Vorteil.

Diese lassen sich nicht mehr mit dem Wort „Wirtschaftlichkeit“ zusammenfassen, weil die Installation von ControllerMES eine Investition in die Zukunft ist. Heute schon lässt sich eine Steigerung der Produktivität feststellen, weil Materialverbrauch, Stillstandszeiten und nicht wertschöpfende Tätigkeiten reduziert und die Durchlaufzeiten minimiert werden. Als modulare Standardsoftware ist das System flexibel konfigurierbar, erweiterbar und kann an neue Prozesse angepasst werden – bei 100 Prozent Update-Fähigkeit. Und genau das haben die Verantwortlichen bei Erfi schon ins Auge gefasst: Sie wollen das Fertigungsleitsystem ControllerMES auch für die Zukauf-Teile und die eigene Elektronik-Fertigung nutzen. Da die Anlage mit tapio, der weltweit ersten digitalen Plattform für die Holz-Industrie (siehe HK 6/17), verbunden ist, kann durch digitale Produkte wie das MachineBoard der aktuelle Status einer Maschine, eine Störung oder Fehlermeldungen per Smartphone abgefragt werden. Umgekehrt weist das System den Maschinenbediener über das Smartphone auf wichtige Meldungen wie zum Beispiel Störungen hin. Wie man sieht, verfährt Erfi auch in dieser Hinsicht ganz nach den Kriterien von Industrie 4.0.

Videos