Greifen und Spannen in einem System: Wie R-C2 die Fertigung flexibilisiert

Das kleine familiengeführte Unternehmen Torneria Novoletto bei Mailand fertigt anspruchsvolle Bauteile für die chemische, pharmazeutische und medizinische Industrie. Mit dem Automatisierungskonzept R-C2 von Schunk, das Spannmittel und Greifer vereint, erreicht der Anwender laut Schunk eine hohe Nutzungsflexibilität bei der Teilebearbeitung und profitiert von mehr Wirtschaftlichkeit. Der Rüst- und Umrüstaufwand bei der vollautomatischen Komplettbearbeitung werde maßgeblich verringert und der Output erhöht. Nicht zuletzt kompensiert die robotergestützte Lösung den Fachkräftemangel, verspricht Schunk.

Als Lohnzulieferer fertigt Torneria Novoletto am italienischen Standort Lainate bei Mailand Bauteile für Endanwender der chemischen, pharmazeutischen und medizinischen Industrie. Die Mitarbeiter sind zugleich die Inhaber – drei Brüder, die das von ihrem Großvater 1984 gegründete Unternehmen weiterführen. Sie bearbeiten vor allem die Werkstoffe Aluminium, Stahl, Titan und Kobalt-Chrom zu komplexen Kleinteilen mit einem Werkstückgewicht von bis zu rund zwei Kilogramm. Das Unternehmen fertigte die Bauteile zunächst mechanisch an manuellen Fräsmaschinen und führte im Jahr 2003 erste numerisch gesteuerte Bearbeitungszentren ein – inzwischen sind zehn Werkzeugmaschinen in Betrieb.

Hohe Präzisionsanforderungen treffen auf begrenzte Personalkapazitäten

„Die besondere Herausforderung bei der Bauteilfertigung in unserem Fall ist die hohe Präzision und die hohe Prozesssicherheit“, betont Massimo Novoletto, einer der drei Unternehmensinhaber von Torneria Novoletto. „Bei den von uns durchgeführten Bearbeitungen handelt es sich meist um mittelgroße Lose, die jedoch recht langwierig sind. Die Bearbeitung eines Teils dauert bis zu zwei oder drei Stunden, und mit nur drei Mitarbeitern in der Werkstatt war es nicht möglich, die Maschinen voll auszulasten.“ 

So waren bislang die Bearbeitungszentren nur für einen relativ kurzen Zeitraum in Betrieb – maximal zehn Stunden pro Tag. Auch nachts standen die Maschinen still. Zu dieser hohen Ineffizienz kam erschwerend hinzu, dass Torneria Novoletto kaum qualifizierte und erfahrene Maschinenbediener finden konnte. Der Fachkräftemangel, ein Problem vieler Werkstätten und Unternehmen, trug auch hier wesentlich dazu bei, dass das Produktivitätspotenzial von Maschinen und Anlagen unausgeschöpft bleiben musste.

Auf dem Weg zur mannlosen Produktion rund um die Uhr

„Dank unseres langjährigen Lieferanten Uemme aus Coccaglio hatten wir aber schon moderne Qualitätsgeräte, Nullpunktspannsysteme und Spannpaletten mit Schraubstöcken sowie Schunk-Werkzeughalter im Einsatz“, erzählt Edoardo Novoletto weiter. „Mit der fortwährenden Optimierung der Betriebsmittel und der Prozesssicherheit konnten wir Maschinenrüstzeiten und die Teilequalität zwar verbessern, aber das war noch nicht genug.“ Die Lösung, um die Produktion so weit wie möglich zu optimieren und Spitzenbelastungen abzufangen, lag in der Automatisierung. 

Für Torneria Novoletto war es ein wichtiges Ziel, die Maschinenauslastung zu erhöhen, zum Beispiel auch durch einen mannlosen Betrieb rund um die Uhr. „Zu der Notwendigkeit, 24 Stunden am Tag unbemannt zu arbeiten, wollten wir unbedingt die Produktion optimieren und sind dazu von einem manuellen zu einem automatisierten Verfahren übergegangen, das flexibel auf Arbeitsspitzen reagieren kann“, führt Edoardo Novoletto aus. 

Automatisierte 6-Seiten-Bearbeitung als Produktivitätsfaktor

Torneria Novoletto ist seit Jahren mit Werkstück- und Werkzeugspannvorrichtungen von Schunk vertraut. Auf der Basis der guten Verbindung und engen Kooperation mit dem Automatisierungsspezialisten haben beide Partner anhand der konkreten Produktionsanforderungen Lösungsmöglichkeiten diskutiert. Nach Bewertung aller realisierbaren Varianten fiel die Wahl auf das R-C2-System – eine Hybridlösung aus Palettenautomation und Werkstück-Direktbeladung. 

Mit dem greifenden und spannenden Kraftspannblock R-C2 können Anwender Werkstücke unterschiedlicher Größe in einem Prozess fortlaufend handhaben – ohne manuelle Anpassungen vorzunehmen, was die Rüstzeiten minimiert. So können beispielsweise Lohnfertiger komplexe Werkstücke und Serienfertigungen flexibel, hochpräzise und effizient bearbeiten. Eine Besonderheit des R-C2 ist aber auch die 6-Seiten-Station, mit der Werkstücke für die OP20 automatisch umgespannt und dann vollständig von 6 Seiten fertigbearbeitet werden können. Diese Funktionalität zeichnet das System R-C2 aus und bietet zusätzlichen Mehrwert.

„Wir haben uns für den Kauf des neuen Fünf-Achs-Bearbeitungszentrums QUASER UX500 von Tecnor Macchine entschieden und das R-C2-System integriert. Diese Automatisierungslösung hat unseren Anforderungen am besten entsprochen“, stellt Massimo Novoletto fest. Mit dem R-C2 übernimmt ein einziges Gerät sowohl die Werkstückaufnahme aus dem Magazin als auch die Werkstückpositionierung und -spannung auf der Maschine. „Kurz gesagt handelt es sich um einen Spannmodul, das am Handgelenk des Roboters montiert ist. Dieses nimmt zunächst den selbstzentrierenden Schraubstock auf. Mit ihm wird dann das Rohteil aus einem Magazin aufgenommen. Das Spannmodul positioniert nun den selbstzentrierenden Schraubstock inkl. gespanntem Werkstück direkt auf dem Nullpunkt-Spannmodul der Werkzeugmaschine. Nach der Bearbeitung entnimmt der Roboter mit dem Spannmodul den Schraubstock mit fertig bearbeitetem Werkstück und legt dieses in das Fertigteilmagazin“, beschreibt Edoardo Novoletto die Abläufe. 

Flexible Automatisierungszelle mit hohem Sicherheitsniveau

Systemspezialisten von Labormak aus Piacenza haben Torneria Novoletto in der Werkstatt in Lainate bei der Realisierung der eigenentwickelten Automatisierungszelle unterstützt. Diese Gesamtlösung ist mit ihrer Vielseitigkeit an die spezifischen Anforderungen jedes Produktionskontexts anpassbar. Zudem garantiert sie die Anlagensicherheit, beispielsweise durch den Einsatz moderner Schutzsysteme wie dem Fanuc DCS, einer integrierten Software für die Sicherheit von Bedienern, Robotern und Werkzeugen, sowie Schutzvorrichtungen wie dem am Boden montierten Laserscanner. Diese Systeme garantieren die Sicherheit des Bedieners und ermöglichen eine sichere Nutzung der Zelle ohne Schutzbarrieren.

Für Alessandro Novoletto ist das technologische Alleinstellungsmerkmal des Systems R-C2 überzeugend: „Das System vereint das Greifen und Spannen der Werkstücke. Es verbindet die Werkstück-Automation mit der Palettenautomation. Mit diesem System werden Bauteile automatisch positioniert und gespannt, ohne separate Spannvorrichtungen für jede Werkstückvariante beschaffen zu müssen. Ein weiterer Vorteil ist die Vielseitigkeit: Es genügt, die Backen des Schraubstocks zu wechseln, um zum Beispiel von einem runden auf ein prismatisches Werkstück zu wechseln. Der große Hub des Spanners garantiert eine hohe Flexibilität. Durch den Einsatz verschiedener Spanner lassen sich unterschiedliche Produkte handhaben. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit einer autonomen Produktion auch nachts und am Wochenende. Mit dieser Lösung vereinen wir Produktionsoptimierung und mannlose Fertigung rund um die Uhr“, bestätigt Massimo Novoletto.

Einfache Handhabung ermöglicht schnellen Einstieg in die Automatisierung

Für Torneria Novoletto ist die gefundene Lösung optimal, weil sie die Produktionsanforderungen hinsichtlich Präzision, Teilevarianz, Teilekomplexität und Losgröße am besten erfüllt. Das Unternehmen kann nun auf Kundenanfragen flexibel reagieren, Serienaufträge zuverlässig abwickeln und das Produktionsvolumen ohne weiteren Personaleinsatz steigern. Ein weiterer wichtiger Aspekt für Torneria Novoletto ist die einfache Bedienung und Handhabung des R-C2-Systems. Selbst weniger erfahrene Mitarbeiter können schnell lernen, wie man den Anlagenbetrieb steuert und programmiert. 

Das Kleinunternehmen in Norditalien konnte rasch und problemlos auf das neue Automatisierungskonzept umsteigen – von der ersten Idee bis zur Anlagenverwirklichung vergingen nur etwa acht Monate. Auch von der partnerschaftlichen Zusammenarbeit mit Schunk gibt sich Edoardo Novoletto überzeugt: „Schunk ist für uns der passende Partner zur Steigerung unserer Produktivität mit dem Ziel, unsere Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten. Mit dem R-C2 sind wir jetzt zukunftsfähig aufgestellt.“

mit Material von Schunk SE & Co. KG, bearbeitet von Annika Ostermeier