Vervielfachen der Maschinenlaufzeiten
Einer der wichtigsten Treiber bei der Entwicklung von 5-Achsen-Automationslösungen besteht in der Möglichkeit, den produktiven Maschinenbetrieb durch Automatisierung auf sozial unverträgliche Stunden ohne Bedieneraufsicht auszudehnen. Die Fähigkeit, die Maschinenlaufzeit von acht auf bis zu 24 Stunden pro Tag auszuweiten, bietet enormes Potenzial. Aus einem 8-Stundentag mit 240 produktiven Tagen im Jahr (Montag bis Freitag, bei vier Wochen Betriebsferien) ergeben sich für den Kunden 1.920 Stunden an nutzbarer Zerspanungszeit. Wenn eine Maschine stattdessen an den gleichen Produktionstagen 16 Stunden lang betrieben wird, lässt sich ihre Kapazität mit 3.840 Betriebsstunden bereits verdoppeln. Mit einem Automatisierungssystem, das den Maschinenbetrieb auch in die sozial unverträglichen Stunden hinein auf 24 Betriebsstunden am Tag sowie auf die Wochenenden und Urlaubszeiten ausweiten kann, lässt sich die Auslastung theoretisch sogar auf 8.760 Produktionsstunden pro Jahr erhöhen – das entspricht einer Vervierfachung der Maschinenkapazität.
Ein zweiter wichtiger Treiber sind die Arbeitskosten. CNC-Bediener sind hochqualifizierte Arbeitskräfte. Es ist also sinnvoll, ermüdende oder wiederkehrende Arbeiten zu minimieren und Kenntnisse stärker für Tätigkeiten wie die Programmierung zu nutzen, die höhere Wertschöpfung bringen. Studien belegen, dass ohne Automatisierung bis zu 70 Prozent der Arbeitszeit eines Bedieners auf sich wiederholende Aufgaben wie Be- und Entladearbeiten für Spannvorrichtungen, Werkstücke oder bearbeitete Teile fallen – dies sind Arbeiten, die keine besonderen Kenntnisse oder Fertigkeiten erfordern.
Automationshürden überwinden
Was liegt also näher, als die 5-Achsen-Bearbeitung zu automatisieren? Allerdings stehen diesem Unterfangen einige Hindernisse im Weg. Zunächst einmal besteht bei vielen 5-Achs-BAZ das Problem, dass das Automatisierungssystem vor der Maschine platziert werden müsste. Das würde allerdings den Zugang zum Bearbeitungsraum einschränken. Diesbezüglich wurde eine neue Generation an Werkzeugmaschinen direkt mit Blick auf die eventuelle Automatisierung entwickelt – mit der Möglichkeit einer Seitenbeladung. Ein Beispiel dafür sind die Maschinen der neuen Mazak-Maschinenserie Integrex i-H. Sie sind mit ihrem flachen Frontdesign und dem hinten angeordneten Werkzeugmagazin speziell für die Automatisierung konzipiert. So ist vorn an der Maschine mehr Platz für Automatisierungssysteme (beispielsweise Gelenkroboter), ohne dass dem Bediener der Zugang zum Bearbeitungsraum erschwert wird. Ebenfalls wichtig: Die Automationsausrüstung kann über die Mazak Smooth Ai CNC-Steuerung mit installierter ‚Robot Cell Controller‘-Software programmiert und gesteuert werden.
Komfortable Unterstützung
Anwender haben die verständliche Sorge, dass eine Automatisierung einen komplexen Rüst- und Programmieraufwand erfordert. Diesbezüglich erleichtern verschiedene Software-Innovationen – etwa Mazaks Einrichtungsassistent für Roboter ‚Robot Setup Assist‘ und die Roboterzellen-Software ‚Smooth RCC‘ – den Anschluss und die Programmierung des Roboters enorm. Diese Software-Optionen sind Bestandteil der CNC-Steuerung. Sie unterstützen die Installation des Automatisierungssystems und vereinfachen seine Wartung. Infolgedessen ist internes Knowhow keine zwingende Voraussetzung mehr für die Automatisierung von Fertigungsbetrieben.