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SCHLEIFEN BRAUCHT KLUGE AUTOMATISIERUNG

Be- und Entladesituation STUDER roboLoad

Schnellere, genauere und kosteneffizientere Bearbeitung ist nur einer der Vorteile, die Automatisierung im Schleifen ermöglicht. Auch Faktoren wie mehr Sicherheit für die Bedienenden und deren Gesundheit spielen eine große Rolle. STUDER gehört deshalb zu den Technologieführern auf diesem Gebiet.

„Das Thema der Automatisierung beim Schleifen ist heute immer noch mit einigen Vorurteilen belastet“, sagt Daniel Schafroth, Bereichsleiter Systeme bei STUDER. So bestehe oftmals die Sorge, dass Menschen oder Arbeitsplätze überflüssig werden sollen. „Für uns bei STUDER ist aber das Gegenteil richtig: Automation soll die menschlichen Bediener befähigen, ihre Arbeit leichter, effizienter und sicherer zu erledigen“, sagt er. Zudem machen es die besonderen Anforderungen des Schleifens erforderlich, dass Automatisierung hier besonders klug und mit Bedacht eingesetzt wird – nicht jede Lösung aus der Industrie ist dazu geeignet. Aber worauf kommt es an?

„Für das Schleifen ist vor allem wichtig, dass Prozesse mit hoher Präzision zuverlässig immer genau gleich erfolgen, zum Beispiel das Aufspannen von Werkstücken und deren korrekte Ausrichtung im Mikrometerbereich“, erklärt Schafroth. Auch automatische Lösungen für die Mehrmaschinenbedienung sind relevant, da sie die Werkenden massiv entlasten können, weil diese nur noch Magazine bestücken und nicht mehr jede einzelne Maschine aufwendig beladen müssen. Grundsätzlich gilt aber: Schleifen erfordert eine hohe Kompetenz der bedienenden Person, und dieser dürfe Automatisierung nicht im Wege stehen, findet Schafroth: „Nur da, wo Bediener nicht maßgeblich Einfluss auf die Bearbeitung nehmen müssen, macht sie Sinn.“

Kleine Betriebe profitieren von easyLoad

Richtig eingesetzt kann Automatisierung für Schleifbetriebe aber ein echter Gamechanger sein – und zwar egal ob es sich um einen kleinen Betrieb oder ein großes Unternehmen mit mehreren Anlagen handelt. „Automation lohnt sich bei Schleifmaschinen grundsätzlich ab jeder Betriebsgröße“, betont Schafroth. So kann eine kleine Werkstatt mit wenig Personal die Schleifmaschine am Morgen bestücken und diese für längere Zeitspannen alleine arbeiten lassen, damit sich die Mitarbeitenden um andere Dinge kümmern können, zum Beispiel das Schreiben von Angeboten. Das Ladesystem easyLoad für Außen- und Universal-Rundschleifmaschinen (S31, S33, S22 und S41) zum Beispiel richtet sich mit einem hervorragenden Preis-Leistungs-Verhältnis inklusive integrierter Maschinensteuerung ausdrücklich auch an kleine Firmen. easyLoad eignet sich als Portal-Ladesystem für Wellenteile mit einer Werkteillänge von bis zu 300 Millimetern, einem Durchmesser von bis zu 30 Millimetern und einem Störkontur-Durchmesser von maximal 50 Millimetern. Das einstellbare Kettentaktband erlaubt eine Autonomie von maximal 50 Werkstücken. Der Standardgreifer ist für Einzelteile, der V-Greifer für zwei Teile und der Schwerlastgreifer für Werkstücke schwerer als fünf Kilogramm konzipiert – und die Wechselzeit beträgt nur rund sechs Sekunden. Die Maschine kann damit problemlos eine halbe Stunde oder länger selbstständig arbeiten.

Daniel Schafroth, Bereichsleiter Systeme, Fritz Studer AG

ecoLoad und uniLoad steigern die Produktion

Für höhere Serienproduktionen hat STUDER ebenfalls optimale Automationslösungen entwickelt. „Während kleine Betriebe vor allem von universellen und flexiblen Systemen profitieren, geht es bei der Produktion von großen Stückzahlen um Schnelligkeit und Präzision“, erläutert Schafroth. Hier können gute Automatisierungskonzepte eine hohe Zahl qualitativ hochwertiger Werkstücke produzieren und noch das Letzte aus jeder Sekunde rausholen. Für die STUDER-Produktionsplattform S22 gibt es mit ecoLoad ein automatisches Ladesystem für die Serienfertigung im Hochgeschwindigkeitsschleifen, produktionsorientierten Rundschleifen sowie Formen- und Gewindeschleifen.

ecoLoad lädt Werkstücke mit einem Durchmesser von bis zu 50 Millimetern und einer Länge von 250 Millimetern. Dies geschieht entweder durch ein Karussell-Magazin oder durch ein Einlegeprisma, das auch als Schnittstelle für frei stehende Werkzeugmagazine dienen kann. Die Programmierung ist bereits in die Schleifmaschinensteuerung integriert, was für kurze Umrüstzeiten sorgt.

Auch bei den STUDER-Außenrundschleifmaschinen S31 und S33 haben Bedienende mit dem automatischen Beladesystem uniLoad die Möglichkeit, die Produktivität ohne Qualitätsverlust erheblich zu steigern.Das System wird von links an die Maschine angedockt und erreicht mit einem Prismaband bei voller Kapazität der Ablagen eine automatisierte Bearbeitung von etwa einer Stunde. Es ist für Werkteile mit einer Länge bis zu 350 Millimetern und 100 Millimeter Durchmesser geeignet und deckt damit einen Großteil der auf diesen Maschinen bearbeiteten Spektren ab.

Automation auf wenig Platz: smartLoad und roboLoad

Ein anderer wichtiger Trend der Automatisierung beim Schleifen sind Lösungen für geringen Platz. „Eine effiziente Ausnutzung des Platzes ist in modernen Produktionshallen besonders wichtig“, sagt Schafroth. Auch bei diesem Thema geht STUDER voran, zum Beispiel mit smartLoad für die S11, eine Produktions-Rundschleifmaschine für kleine Werkstücke, die nur 1,8 Quadratmeter Stellfläche benötigt. Die smartLoad-Einheit ist ebenfalls kompakt und kann Werkteile entweder über ein Band oder eine Schwenkeinheit außerhalb der Maschine aufnehmen, einspannen und nach der Bearbeitung wieder ablegen. Dank der vielfältigen Konfigurationsmöglichkeiten sind zahlreiche Anwendungen möglich, egal ob bei Klein- oder bei Großserien.

Ein Gebiet, in dem die Automatisierung aufgrund des begrenzten Platzes bislang besonders schwierig war, sind Radien-Innenrundschleifmaschinen, die zum Beispiel für die Matrizenproduktion im Einsatz sind. Ein Grund dafür ist die begrenzte Gehäusegeometrie durch den hohen Werkstückspindelstock. Auch hierfür hat STUDER nun eine optimale Lösung entwickelt: roboLoad. Dieser externe Lader für die S121, S131 und S141 kommt in Form eines Greifarms mit Schnellwechselbacken und verfügt auf sechs Ablagen (je 1080 mal 320 Millimeter) über viel Platz für Werkstücke. Mit 1,50 Metern ist das System nur halb so breit wie die Maschine selbst.

„Mit dem Roboterarm außerhalb der Maschine gewinnen wir durch die Rotationsachse aber deutlich mehr Freiheit, und der roboLoad kommt auch ohne gerade Linie zum Be- und Entladen hinein“, sagt Schafroth. Denn bislang beruhten Automationslösungen beim Schleifen vorwiegend auf linearer Technik wie Balken und Schlitten. Noch geht es beim roboLoad aber nicht um Großserien, sondern um die automatische Produktion in der Nachtschicht oder längeren Pausen. Aber Schafroth ist sich sicher, dass der Trend zum Roboterarm im Schleifen Bestand haben wird: „Weder unsere Kunden noch wir wollen auf diese neu gewonnene Freiheit verzichten.“

STUDER Radien-Innenrundschleifmaschine S131 Radius mit Ladesystem roboLoad

Automatisierung ist auch digital

Zu dieser Freiheit gehört auch eine einfache und intuitive Bedienung, ein besonderes Alleinstellungsmerkmal von roboLoad und der anderen STUDER-Konzepte. „Die Schleifer müssen für die Einrichtung keine Programmierkenntnisse mitbringen, das geht einfach und schnell innerhalb von Minuten“, sagt Schafroth. Denn für ihn bedeutet Automatisierung beim Schleifen nicht nur physische maschinelle Unterstützung. Ebenso wichtig ist die digitale Assistenz, wie sie die STUDER-Schleifsoftware und vor allem C.O.R.E. bieten, die revolutionär neue, markenübergreifende Hard- und Softwarearchitektur der UNITED GRINDING Group.

Auf dem großen C.O.R.E.-Touchdisplay mit intuitiven Icons finden sich Bedienende schnell zurecht und bekommen wertvolle Informationen zum Bearbeitungsprozess angezeigt. Über RFID-Zugangschips kann die Maschine individuellen Nutzenden nur jene Optionen und Informationen anzeigen, die ihren Fähigkeiten entsprechen. „Das vermeidet, dass nicht qualifizierte Mitarbeiter Änderungen vornehmen, die zu Fehlern oder einem Crash führen“, erklärt Schafroth. Über Applikationen der UNITED GRINDING Digital Solutions™ ist jetzt schon eine effiziente Überwachung der Maschinen sogar aus der Ferne möglich, und in Zukunft werden sich Maschinen selbst auf optimale Funktionsfähigkeit überwachen und proaktiv Hinweise zu nötigen Wartungsmaßnahmen geben.

Die Möglichkeiten der Automatisierung beim Schleifen sind also vielfältig und bringen auf verschiedenen Ebenen große Vorteile. Im Zentrum müsse aber immer der Mensch stehen, betont Schafroth. „Oft wird bei dem Thema übersehen, dass Automation auch die Sicherheit und die Gesundheit der Werker schützt.“ So können Roboter nicht nur beim Heben von schweren Lasten und beim Durchführen von repetitiven, langweiligen Aufgaben unterstützen – sondern auch problemlos mit unterschiedlichsten Materialien umgehen. Der Arbeitsplatz wird dadurch um ein Vielfaches sicherer und komfortabler. Ihn freue es, dass die Vorurteile bei dem Thema abnehmen und sich Automatisierungslösungen beim Schleifen immer mehr durchsetzen, sagt Schafroth und fügt hinzu: „Denn die beste Maschinentechnologie der Welt nützt nichts, wenn die Akzeptanz bei den Menschen dafür nicht da ist.“

Vorteile auf einen Blick

  • Automatisierung beim Schleifen schützt die Gesundheit der Bedienenden und macht deren Arbeitsplatz sicherer und komfortabler.
  • In kleinen Schleifbetrieben mit wenig Personal sorgt Automatisierung dafür, dass die Mitarbeitenden mehr Zeit für andere Aufgaben haben.
  • Bei großen Serienproduktionen und in der Massenfertigung können Schleifmaschinen mit Automatisierung bei gleicher Qualität sehr schnell große Stückzahlen bearbeiten.
  • Auch smarte, vernetzungsfähige Software und digitale Assistenzsysteme gehören zur Automatisierung, denn sie machen die Arbeit für Bedienende einfacher, schneller und erhöhen die Qualität.
  • STUDER hat für eine Vielzahl von Anwendungsbereichen optimale Automatisierungslösungen entwickelt: easyLoad (S31, S33, S22 und S41), ecoLoad (S22), smartLoad (S11), uniLoad (S31 und S33) sowie roboLoad (S121 Radius, S131 Radius, S141 Radius).
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