Mehr Stunden für Einzelstücke dank Automatisierung.

IWK Verpackungstechnik steigert die Produktionskapazität von zwei HEDELIUS Bearbeitungszentren.

Der deutsche Maschinenbauer IWK Verpackungstechnik liefert Kunden auf der ganzen Welt Verpackungsanlagen, die speziell auf deren Anforderungen abgestimmt sind. Diese kundenspezifischen Anpassungen bedeuten für die mechanische Abteilung des Unternehmens, dass viele Einzelstücke und Kleinserien gefräst werden müssen. Durch die Automatisierung von zwei 5-Achs-Bearbeitungszentren mit einer flexiblen Roboterzelle für die Kleinserienfertigung konnte Zeit gewonnen werden, welche die CNC-Bediener zum Fräsen von Einzelteilen nutzen können.

IWK Verpackungstechnik baut Kartoniermaschinen, Verpackungsmaschinen und Tubenfüllmaschinen für die Pharma- und Kosmetikindustrie. Die automatisierten Verpackungslinien für z. B. Kartonumverpackungen und Zahnpastatuben, um nur zwei Produkte zu nennen, werden weltweit geliefert. Der Grundaufbau einer solchen Verpackungslinie ist zwar oft derselbe, aber IWK bietet immer maßgeschneiderte Lösungen, die auf die spezifischen Kundenanforderungen und die Produktionslinie zugeschnitten sind, in die die Maschine eingebunden werden soll. „Es kommt immer auf den Inhalt, die Form und die Größe der Verpackung an“, erläutert Dieter Krämer, Abteilungsleiter der mechanischen Abteilung von IWK in Stutensee bei Karlsruhe. Die Bauteile, die zur Kernkompetenz von IWK gehören, werden in der eigenen mechanischen Produktionsabteilung gedreht und gefräst. „Dies sind immer die Teile, durch die das Produkt des Kunden geführt wird, oft eine Flüssigkeit. Daher bezeichnen wir diese Bauteile als Nassteile.” Aufgrund der Hygieneanforderungen in der Pharma- und Kosmetikindustrie werden diese Bauteile aus Edelstahl gefräst und gedreht. Es handelt sich um Präzisionsteile mit sehr geringer Oberflächenrauheit. „Es dürfen keine Bakterien haften bleiben. Deshalb sind die Anforderungen an die Oberflächenrauheit hoch“, erklärt Dieter Krämer. Ra-Werte von 0,4 oder 0,8 Mikrometern sind bei diesen Bauteilen die Regel. „Diese Ra-Werte versuchen wir durch den Einsatz der richtigen Technologie zu erreichen. Manchmal polieren wir Teile.“

Warum Automatisierung?

Weil IWK kundenspezifische Verpackungs- und Abfüllanlagen baut, sind die Serien, welche die 42 Mitarbeiter im Team von Dieter Krämer produzieren, entsprechend klein. 15, 20, manchmal 100 Stück, wobei 100 Stück schon eher die Ausnahme sind. Außerdem werden viele Einzelstücke gefräst. Genau das ist der Grund, warum IWK in eine Roboterzelle von BMO Automation investiert hat.

Genau das schätzt Dieter Krämer. Auf beiden Maschinen gewinnt er zusätzliche Fertigungszeit für die Herstellung von Einzelteilen. Die Bediener fräsen diese tagsüber oder auch abends, wenn sie in zwei Schichten arbeiten. Am Ende einer Schicht wird die Roboterzelle mit Rohmaterial beladen, damit die CNC-Maschinen in den mannlosen Stunden automatisiert die Kleinserien fräsen können. Laut Dieter Krämer muss die Zelle nicht über das ganze Wochenende laufen. Denn sowohl tagsüber als auch nachts und am Wochenende lassen sich viele Produktionsstunden gewinnen, wenn die beiden HEDELIUS Bearbeitungszentren vom BMO Roboter beladen werden und mannlos fräsen.

Produkt- und Palettenhandling.

„Der Roboter legt die Palette auf den Tisch der Maschine. Das erfolgt dank des Römheld Nullpunktspannsystems immer mit hoher Präzision“, erklärt der Produktionsleiter. Im Fertigungsalltag bedeutet das einen Zeitgewinn. Wenn ein Vorgang abgeschlossen ist, ist der Roboter sofort bereit, eine weitere Palette oder ein anderes Produkt zu platzieren. „Ein Bediener steht dagegen nicht immer an der Maschine. Die Maschine würde stillstehen, bis der Bediener eintrifft.“

Da das HEDELIUS ACURA Bearbeitungszentrum über einen 850 x 750 mm großen Rundtisch verfügt, entschied sich IWK für die Ausführung Platinum 88. In der Standardausführung dieser Roboterzelle hat der Roboter eine Nutzlast von bis zu 50 Kilogramm, während es bei der von IWK genutzten Version 88 Kilogramm sind. „Mit der großen Palette für die ACURA 85 und dem Spannwerkzeug sind wir an die Grenzen dessen gestoßen, was der Roboter in der Standard-Platinum-Zelle heben kann. Unsere Werkstücke sind zwar nicht so groß und schwer, aber wir wollten nicht riskieren, diese Grenze zu überschreiten.“

Bearbeitung von sechs Flächen.

Einfache Bedienung.

Zusätzliche Zeit für Einzelteile.

Dieter Krämer hatte gehofft, dass die Installation der Roboterzelle schneller als die angekündigte Woche vonstattengehen würde. Er nimmt den Zeitaufwand jedoch in Kauf. „Wir haben jetzt viel mehr Flexibilität. Die Bediener planen am Montag die in der folgenden Arbeitswoche zu fertigenden Teile in der Zelle ein. Jede Stunde, die der Roboter läuft, verschafft uns zusätzliche Zeit für die Produktion von Einzelteilen. Genau das wollten wir mit dieser Automatisierung erreichen.“

Ein klarer Vorteil, den BMO mit der Operator Performance Ratio misst: Diese Kennzahl beschreibt, wie sich die Spindellaufzeit zur Anzahl der Bediener verhält. Die Operator Performance Ratio (OPR) wurde bei IWK bereits dadurch gesteigert, dass beide HEDELIUS Bearbeitungszentren mit dem BMO-Roboter beladen werden. Dieter Krämer sieht jedoch noch weitere Möglichkeiten für künftige Verbesserungen. Er hat bereits andere Werkstücke im Sinn, die derzeit von Bedienern auf anderen CNC-Maschinen hergestellt werden. Er möchte sie für eine der beiden HEDELIUS Maschinen umprogrammieren, damit auch diese Teile mit geringem Personaleinsatz gefertigt werden. „Wir sind mit unserer neuen Lösung sehr zufrieden. Jetzt werden wir die Automatisierung weiter ausbauen.”

Anwenderbericht: www.bmoautomation.nl/de