Die automatisierte Bearbeitung hängt von weit mehr als nur der Zerspanungsmaschine ab. Spannvorrichtungen, Paletten, Roboter, Förderanlagen, fahrerlose Transportfahrzeuge, Lager, Prüf- und Spänesysteme entscheiden darüber, ob die Werkstücke zuverlässig durch die Produktion laufen. Dieser Leitfaden vergleicht flexible Zusatzausrüstung für kleine und mittlere Losgrößen mit speziellen Lösungen für die Massenproduktion. Er behandelt modulare Werkstückspannsysteme, austauschbare Robotergreifer, Zentrallager, feste und verfahrbare Vorrichtungen, Trichterzuführung, Indexiertransfers, Wendevorrichtungen, Puffer, die Abscheidung von Schneidflüssigkeit sowie die automatische Spanabfuhr und erläutert, wie Produktvielfalt und -volumen das richtige System bestimmen.
Zu den Nebenaufgaben in der automatisierten Zerspanung gehören die Werkstückspannung, das Be- und Entladen, der Transport und die Lagerung innerhalb des Systems, die Prüfung an der Maschine sowie die Entsorgung von Spänen und Schneidflüssigkeit.
Die Automatisierung dieser Vorgänge reduziert die Nebenzeiten und steigert die Produktivität. Die Produktvielfalt, die Losgröße, die erforderliche Produktionsleistung und die Werkstückgeometrie bestimmen den Systemaufbau, die Anordnung, den Automatisierungsgrad und die Zusatzausrüstung.
Zusatzausrüstung für kleine und mittlere Chargen
Anlagen für kleine und mittlere Chargen müssen ausreichend vielseitig und anpassungsfähig sein, um Produkt- und Prozessänderungen gerecht zu werden.
Automatisierte Systeme, die aus Allzweckmaschinen aufgebaut sind, verwenden häufig modulare Universalvorrichtungen. Ein FMS, das auf CNC-Maschinen und Bearbeitungszentren basiert, kann standardisierte Paletten einsetzen. Die Spannpunkte auf einer Palette werden für das jeweilige Werkstück angeordnet, während der Bezugspunkt zwischen Palette und Maschine sowie die Befestigung standardisiert bleiben.
Allzweckroboter können durch den Austausch ihrer Greifermodule verschiedene Werkstücke be- und entladen.
Ketten- und Rollenförderer können Teile zusammen mit Paletten oder Trägern transportieren. Automatisch geführte Fahrzeuge sind in einem FMS besonders flexibel, da durch den Austausch der Fahrzeugpalette dasselbe Fahrzeug Werkstücke, Werkzeuge oder austauschbare Spindelköpfe transportieren kann. Bei einem induktiv geführten Fahrzeug wird die Route durch den Austausch des Führungsdrahts im Boden geändert.
Roboter werden zudem häufig mit Förderbändern kombiniert. Ein Roboter mit automatischem Greiferwechsel kann Werkstücke, Werkzeuge und Vorrichtungen bewegen sowie Maschinen be- und entladen und bietet so ein hohes Maß an Flexibilität für unterschiedliche Formen und Bewegungen.
Ein Zentrallager kann Rohlinge, unfertige Erzeugnisse, Werkzeuge, Paletten und andere Materialien aufnehmen. Ein automatisiertes Regalkransystem entnimmt und liefert diese computergesteuert und ermöglicht so eine unbeaufsichtigte Produktion.
Zusatzausrüstung für die Massenproduktion
In automatisierten Großserienanlagen kommen feste oder mitlaufende Spannvorrichtungen zum Einsatz. Feste Spannvorrichtungen ähneln herkömmlichen Maschinenspannvorrichtungen, dürfen jedoch nicht mit den Transfervorrichtungen kollidieren und müssen eine effektive Spanabfuhr ermöglichen. Mitlaufende Spannvorrichtungen eignen sich für komplexe Werkstücke und erfordern ein automatisches Rückführsystem für die Spannvorrichtungen.
Für kleine, einfache Teile können Trichter- oder Magazinzuführungen verwendet werden. Große, komplexe Teile wie Gehäuse können von Robotern be- und entladen werden.
Die Teile können auf Indexierförderern mit Sperrklinken-, Schwenkhebel- oder Hebe- und Fördermechanismen, die entsprechend der Werkstückgeometrie, dem Material und dem Prozess ausgewählt werden, durch die Fertigungslinie transportiert werden. Wo sich ein Indexierförderer nur schwer realisieren lässt, können Roboter die Handhabung übernehmen. Rotierende Teile können in rinnenartigen Bahnen transportiert werden. Förderer können Teile direkt oder zusammen mit Paletten und Trägern befördern, und in der Großserienfertigung können auch Transportfahrzeuge zum Einsatz kommen.
Muss ein Gehäuse während der Bearbeitung gewendet werden, benötigt die Anlage eine Wendevorrichtung, oder der Beladeroboter kann die Wendebewegung ausführen.
Zwischenlagerpuffer verbessern die Flexibilität und sorgen für einen ausgeglichenen Takt zwischen den Arbeitsschritten. Angetriebene Rollenbahnen und Schwerkraftbahnen können ebenfalls in begrenztem Umfang zur Ansammlung von Werkstücken beitragen.
Automatische Späneabfuhrsysteme entfernen Späne kontinuierlich aus dem Schneidbereich. Sie trennen die wiederverwendbare Schneidflüssigkeit ab und befördern die Späne aus den Maschinen heraus, damit die automatisierte Fertigungslinie zuverlässig arbeiten kann.
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