Schulungs- und Demofabrik So sieht die automatisierte Zerspanung der Zukunft aus

Ein Gastbeitrag von Uli Remmel*

Wie und wo fangen wir mit der Digitalisierung am besten an? Diese Frage stellen sich viele zerspanende Unternehmen. Mit der Roadmap Industrie 4.0 in der Zerspanung führt die Demofabrik-Z4 die Branche zur digitalisierten und automatisierten Fertigung.

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Bin Picking oder der Griff in die Kiste gilt als Königsdisziplin in der Automatisierung mit Robotern.
Bin Picking oder der Griff in die Kiste gilt als Königsdisziplin in der Automatisierung mit Robotern.
(Bild: René Maiwald/ Remmel Consulting)

Ein Blick auf die Drehtechnik und deren Werkstückspannung über Revolver, weist heute ein hohes Automatisierungsgrad auf. Die Prozesse sind stabil. Nur bei der Teileabfuhr gibt es Potenzial nach oben. Bei Einlegeteilen wie beim Fräsen und Drehen, sieht das schon anders aus. Seitens der Unternehmen gibt es hier noch große Bedenken, gerade mit Blick auf kleine Losgrößen. Zu Recht! Jeder weiß um die Präzision, die Verschmutzung, Rüstzeiten, Späne, Emulsionsverschleppung und zahlreiche andere Herausforderungen. Kann beispielsweise ein Knickarmroboter in der Genauigkeit wie die Zeichnung es fordert einlegen? Kleine Losgrößen und Roboterautomatisierung – passt das zusammen?

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In einem Netzwerktreffen kam die Frage auf: „Wenn ich nicht weiß was geht, wie soll ich Ziele setzen?“ Sind Entscheidungsträger unsicher, kommt es oft gar nicht zur Umsetzung von Digitalisierungsprojekten. Die meisten Projektleiter haben dabei einen Roboter vor Augen, der lediglich Teile einlegen soll – also einen Assistenten. Diese Vorstellung geht aber nicht weit genug.

Automatisierte und digitalisierte Zerspanung setzt sichere Prozesse voraus. Je nach Grad der Autonomie auch über einen langen Zeitraum von vielleicht acht und mehr Stunden hinweg. Zweitens sind umfängliche Standards wichtig, um die Teile nicht unnötig umzupacken oder Rüstvorgänge zu reduzieren. Letztlich setzt es den festen Willen der Entscheider zur Automatisierung voraus.

All diese Punkte führten zur Überlegung, in einer Demofabrik zu zeigen, was Stand der automatisierten Technik ist. Ein theoretischer Teil und ein Praxisteil demonstrieren die digitale Zerspanungsfabrik – alles zum Anfassen, von der Logistik bis hin zum Leitstand. Um dieses Projekt zu stemmen, geht es nicht ohne Bediener, Moderatoren, Dozenten und Officemanagement. Dabei wurde Wert darauf gelegt, nicht der Industrie zu zeigen, wie zerspant wird, sondern wie automatisiert wird und wie sich die Maschinen und Geräte vernetzen lassen. Dadurch wird Industrie 4.0 zur Realität.

In der Demofabrik-Z4 wird ein realistischer Wertstrom nach Industrie 4.0 dargestellt: Exemplarisch werden Ritzelwellen, bei Losgröße 1 bis 200 mit einer Teilevielfalt von 250 Geometrien gefertigt – digital, automatisiert, kontrolliert und dokumentiert. Darüber hinaus werden Daten gesammelt, analysiert sowie Erkenntnisse und Entscheidungen daraus abgeleitet.

Roadmap i4.0-Zerspanung als Grundlage

Das Schulungs- und Demokonzept unterstützt die Theorie aus der Roadmap Industrie 4.0. Unternehmen können so herstellerunabhängig beraten und begleitet werden. Ausgangspunkt ist zunächst die Schulung in der Demofabrik. Sie bildet die Basis dafür, eine gemeinsame Sprache zu sprechen. Dann geht es im Unternehmen vor Ort weiter mit Analysen, Workshops, Potenzialerkennung bis hin zu vielen Handlungsfeldern.

Über 40 Partnerfirmen haben sich an diesem Projekt beteiligt. Innovationsagenturen informieren sich über neue Geschäftsmodelle oder erhalten digitale Informationen über alle in der Demofabrik mitwirkenden Akteure. In der Praxis gibt es fast kein Papier mehr. Die Technologie umfasst Leitrechner (kurz: MES) mit Job- und Toolmanager, Datenerfassung, Sensorik, CAD/CAM, alleine vier Roboter inklusive der Königsdisziplin Bin Picking. Die Prozessüberwachung sowie die Qualität ist dabei mit im Blick.

Es werden alle Akteure einbezogen

Eines der Schulungsmodulen befasst sich speziell mit Arbeit 4.0. Wie kann analysiert werden? Gibt es im Unternehmen Projektmanager für die Planung? Wie ist der Reifegrad des Unternehmens? Jede Person, die an der Schulung teilgenommen hat, erhält ein digitales Handbuch mit den Vorträgen aller Dozenten und noch viele weiter Informationen. Checklisten unterstützen die Projektteams in den Zerspanungsunternehmen. Besonders hilfreich ist die Möglichkeit, einzelne Zerspanungszellen oder eine ganze Fabrik oder Halle zu simulieren. Das bedeutet, die Handhabungs- und Zerspanungsprozesse können komplett als 3D-Fabrik modelliert und kinematisiert werden. Die Fabrikation wird in Echtzeit simuliert und ist mit einer VR-Brille begehbar. Gemeinsam wird das digitale Wertstromdesign erstellt – bis hin zum Signalaustauschdiagramm.

Die Schulungs- und Demofabrik-Z4 reduziert in ihrer vollen Anwendung, mögliche Risiken. Bedenken oder Ängste werden abgebaut. Innerhalb von fünf Tagen kann sich die Zerspanungsindustrie ein umfassendes Bild von Industrie-4-0-Anwendungen machen.

* Uli Remmel arbeitet als Autor, Speaker, Technologieberater bei Remmel Consulting, dem Betreiber der Demofabrik-Z4.

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