Der FPC-1500 mit einer Tragkraft von 1500 kg pro Palette ist bis auf drei Container für die Automatisierung von drei identischen Werkzeugmaschinen skalierbar.

Ausgabe 11 | 2024

Wenn die Produktivität «durch die Decke geht»

Fastems Systems GmbH

Wer sich mit dem Thema Automatisierung beschäftigt, aber noch keine konkreteren Vorstellungen hat, benötigt einen Partner, der die gesamte Bandbreite beherrscht, von der hocheffizienten Standardlösung bis zum individuellen Highend-System. Die Emerson Professional Tools AG in der Schweiz hat hier vor allem positive Erfahrungen mit Fastems gesammelt.

Die Emerson Professional Tools AG in CH-4450 Sissach ist ein Unternehmen des Emerson-Konzerns, der sich mit weltweit rund 85’000 Mitarbeitern auf Lösungen rund um die Prozessautomatisierung beispielsweise für Chemieanlagen oder Raffinerien spezialisiert hat.
«Wir gehören zum Bereich Productivity and Safety und sind Teil von Professional Tools Europe mit verschiedenen Standorten unter anderem in Deutschland, Belgien, der Slowakei und Rumänien. Innerhalb der Gruppe stellen wir als Machining Center of Excellence am Standort in Sissach mit rund 65 Mitarbeitern Komponenten für Profi-Presswerkzeuge für den Sanitär- sowie Elektrobereich her», erklärt Stefan Rüdisühli, Geschäftsführer von Emerson Professional Tools.

Weder flexible, noch autonome Fertigung
Einen gewissen Grad an Automatisierung gab es seit jeher im Unternehmen, allerdings waren die Lösungen weder flexibel, sodass man beispielsweise bei einem Maschinenausfall nicht auf eine andere Anlage ausweichen konnte, noch für eine völlig autonome Fertigung ausgelegt, zum Beispiel zur Produktion in mannlosen Schichten. Auch eine Vernetzung der Anlagen gab es nicht.
Hierzu Erik Liebscher, Advanced Manufacturing Engineer für alle Struktur- und Investitionsprojekte im Fertigungsbereich von Emerson Professional Tools: «Der Franken ist stark und wir haben einen erheblichen Mangel an Fachkräften. Ohne Automatisierung können wir daher in der Schweiz nicht überleben. Allerdings waren unsere Produktionsprozesse nicht so stabil und liessen es daher nicht zu, eine Maschine nur von einem Werker zu beaufsichtigen. Unsere Fachkräfte waren somit auf vielfältige Weise gebunden.»

Automatisierung für kurzfristig verfügbare Maschine
Mit Blick auf eine Stabilisierung der Prozesse mit einer gleichzeitigen Steigerung der Flexibilität und Produktivität der Fertigung, wandten sich Stefan Rüdisühli und Erik Liebscher vor einigen Jahren an Gennaro Teta, Sales Manager von Fastems für die Schweiz.
«Wir haben uns zu den möglichen Automatisierungsoptionen informiert, wobei Herr Teta verschiedenste Workshops organisierte und uns vor dem Hintergrund unserer eigenen Visionen von Automatisierung eingehender das Lösungsportfolio von Fastems vorstellte», berichtet der Geschäftsführer. Letztendlich entschieden sich Stefan Rüdisühli und Erik Liebscher im Zusammenhang mit der Investition in eine leistungsstarke 4-Achs-Horizontal-Fräsmaschine von Starrag-Heckert H50, die mehrere ältere Maschinen ersetzen sollte, für einen FPC-1500 von Fastems. «Die Maschine, mit der wir die Pressbacken und -ringe für unsere Profiwerkzeuge herstellen wollten, war glücklicherweise sehr kurzfristig erhältlich, sodass wir eine ebenfalls möglichst schnell verfügbare und optimal abgestimmte Automatisierung benötigten» so Erik Liebscher.

Modulare, flexible und skalierbare Lösung
Der FPC (Flexible Pallet Container) ist eine standardisierte und gleichsam wirtschaftliche wie modulare Automatisierungslösung von Fastems, die sämtliche Potenziale für die Digitalisierung der Produktion bereitstellt. Der Paletten-Container mit Regalbediengerät wird bereits ab Werk für die Anbindung an eine Maschine vorbereitet und ist daher vor Ort beim Kunden binnen kürzester Zeit einsatzbereit. Durch das modulare Konzept lässt sich zunächst eine Maschine mit einem FPC automatisieren und dann die Lösung sukzessive durch zwei weitere Palettenspeicher für die Automatisierung von bis zu insgesamt drei identischen Werkzeugmaschinen erweitern.

Mit kluger Strategie und Vollausbau zum Ziel
Emerson Professional Tools entschied sich gleich zu Beginn für die höchste Ausbaustufe des FPC mit insgesamt drei Containern und zwei Rüstplätzen, an der im Jahr 2022 zunächst eine Maschine gekoppelt wurde. Und das aus guten Gründen, wie Erik Liebscher weiss: «Da wir wussten, wie die Lösung am Ende ausschauen sollte, haben wir die Gelegenheit für den Vollausbau mit insgesamt 30 Palettenplätzen ergriffen. In der Folgezeit kamen zwei weitere BAZ von Starrag-Heckert hinzu, wobei wir parallel auch in die Spannvorrichtungen für die Paletten investierten und die Maschinenpaletten, je zehn pro Anlage, mit den Maschinen kauften.»
Stefan Rüdisühli erklärt die Strategie hinter dieser Vorgehensweise: «Wir wollten zunächst mit einer Maschine und 10 Paletten starten, um den Prozess sauber zu entwickeln und das System so hochfahren, dass alles, von den einzelnen Schnittstellen bis hin zum Anlegen der Stammdaten in der Manufacturing Management Software (MMS) von Fastems reibungslos funktioniert. Die Erweiterung mit den zusätzlichen Maschinen zur Steigerung der Fräskapazitäten war dann im Grunde nur noch Plug-&-Play.»
An den Prozessen wurde nach Aussagen von Erik Liebscher im Nachhinein nichts verändert, um die volle Flexibilität des FPC auszuschöpfen, sodass auf jeder Maschine mit je 80 redundant ausgelegten Werkzeugen alle Produkte gefertigt werden können.

Alles hauptzeitparallel ohne Rüst- und Nebenzeiten
Auf den Spanntürmen im System befinden sich sowohl unterschiedliche Rohlinge für spezifische Pressbacken sowie -ringe, als auch Werkstücke einer Grösse, aus denen verschiedene Backen oder Ringe gefertigt werden können. Demnach lässt sich trotz zum Teil werkstückspezifischer Vorrichtungen eine sehr flexible Produktion mit hohem Teilemix realisieren. Die Bearbeitungszeiten der Werkstücke auf einer Vorrichtung beträgt je nach Anzahl und Produkt zwischen 3 und 10 Std. «Realistischerweise können wir daher momentan mit unserem Produktmix zwischen 15 und 30 Std. komplett automatisiert fertigen», meint Stefan Rüdisühli, der unter anderem einen weiteren entscheidenden Vorteil im hauptzeitparallelem Einfahren neuer Werkstücke sieht: «Während eine Maschine auf ein neues Teil vorbereitet wird, produzieren die beiden anderen Maschinen weiter. Nach dem Einfahren ist die betreffende Maschine sofort wieder einsatzbereit, was eine enorme Flexibilität und Produktivität bedeutet. Die Fertigung wird zu keiner Zeit unterbrochen. Das gilt im Übrigen auch für das hauptzeitparallele Be- und Entladen der Palette und Aufspannungen während der laufenden Produktion. Selbst mit einer automatisierten Maschine lässt sich das in Puncto Rüst- und Nebenzeiten nicht leisten.»

Mehr Flexibilität durch automatisierte Produktionsplanung
Geplant, gesteuert und überwacht wird die automatisierte Fertigung von der MMS von Fastems, die hierzu unter anderem die NC-Programmverwaltung, Werkzeugverwaltung inklusive Standzeitüberwachung sowie den Ressourcencheck für die geplante Produktion
(zum Beispiel Rohmaterial, Vorrichtungen, Werkzeuge, NC-Programme, usw.) übernimmt. Funktionen, die nach Meinung von Erik Liebscher die hohe Flexibilität des Systems zusätzlich unterstützen: «Wir nutzen in diesem Zusammenhang unter anderem die Feinplanung der MMS, die eine vorausschauende Produktion bis zu 96 Std. erlaubt. Da überdies das Einpflegen sämtlicher Stammdaten für wiederkehrende Produkte in der MMS nur einmalig notwendig ist, müssen wir lediglich die geplanten Aufträge und die zu fertigenden Stückzahlen hinterlegen. Auf welcher Maschine dann produziert wird, entscheidet die MMS.»

Kontinuierliche Produktionsverlagerung auf den FPC
Mit dem FPC ist Emerson Professional Tools derzeit in der Lage, zu einem Grossteil mannlos in das Wochenende hineinzuproduzieren. Ein Facharbeiter übernimmt in der Tagschicht lediglich eine überwachende Funktion und ist daher parallel an einer Stand-Alone-Maschine einsetzbar. Für das Be- und Entladen des Systems ist indes keine Fachkraft erforderlich. «Mittlerweile sind 20 Paletten im System und wir arbeiten kontinuierlich daran, weitere Produkte unserer Fertigung auf den FPC zu verlagern. Das ist ein stetiger Prozess, mit dem wir schrittweise unsere Produktivität entscheidend ausbauen», sagt Stefan Rüdisühli, der die bisherigen Erfahrungen mit der Automatisierung durchweg positiv beurteilt: «Wir haben beispielsweise unter Berücksichtigung von 16 Std. Arbeitszeit in den Tagschichten und mannloser Schichten mit den drei Maschinen bereits 72 Std. durchproduzieren können und unter anderem mehrmals eine Auslastung von 95 Prozent erzielt. Man kann quasi dabei zusehen, wie die Produktivität durch die Decke geht.»

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Dezember

Valve World Expo, Düsseldorf

Internationale Fachmesse mit Kongress für Industrie-Armaturen
3. bis 5. Dezember
www.valveworldexpo.de

Januar

Logistics & Automation, Zürich

Branchentreffpunkt für die Logistikindustrie
22. und 23. Januar
www.logistics-automation.ch

Empack, Zürich

Branchentreffpunkt der Schweizer Verpackungsindustrie
22. und 23. Januar
www.empack-schweiz.ch

Februar

KPA, Ulm

Marktplatz für Design, Entwicklung, und Beschaffung von Kunststoffprodukten
25. und 26. Februar
www.kpa-messe.de

LOPEC, München

Internationale Fachmesse und Kongress für gedruckte Elektronik
25. bis 27. Februar
www.lopec.com