FormControl X von Blum zur Entlastung der Mitarbeiter

Verpackungsmaschine für Puffreis-Schokoladen-Hersteller (Hosta). (Bilder: Schubert Fertigungstechnik)

Beim Besuch der Hallen der Schubert Fertigungstechnik GmbH fällt sofort die hohe Zahl an Robotern und Automatisierungslösungen an den Maschinen auf. Dabei ist das Unternehmen kein Serienfertiger, die typischen Losgrößen reichen von drei bis zehn Stück, manchmal bis unter 100 Stück. „Wir arbeiten schon lange daran, auf 18 bis 22 Stunden autonome Maschinenzeit zu kommen. Das ermöglicht uns, die Maschinen rund um die Uhr laufen zu lassen, ohne den Mitarbeitern eine Nachtschicht zumuten zu müssen“, erklärt der für den technischen Bereich zuständige Geschäftsführer Jens Grieser. „Optimal wäre es, auch Früh- und Spätschicht so weit wie möglich überflüssig zu machen. Doch dabei muss die Qualität jederzeit stimmen!“

Um die Prozesse zu automatisieren und gleichzeitig die Fertigungsqualität im Blick zu halten, nutzt Schubert die Software FormControl X von Blum-Novotest. (Bild: Blum-Novotest)

Qualität auch in den mannlosen Schichten halten

Mit Blick darauf, stieß Erhard Strobel, Vertriebstechniker bei Blum-Novotest, mit FormControl X auf offene Ohren in Bartholomä, denn für Schubert war die Blum-Software – eine Client-Server-basierte Lösung für die automatisierte Messung und Auswertung von Bearbeitungsvorgängen – sehr interessant. Schließlich werden auf einer Maschine vier Varianten eines Teils mit jeweils etwa 60 Teilen pro Variante und einer Laufzeit zwischen 10 und 40 Minuten pro Teil gefertigt – aber nur, wenn die Maschinen komplett durchlaufen. Da ist es sehr wichtig, die Qualität auch in den mannlosen Schichten im Auge zu behalten. Dank FormControl X können die Spezialisten sicher sein, alle Messwerte einzuhalten. Das prozessbegleitende Messen hat den Vorteil, dass man sieht, wenn ein Messwert zu wandern beginnt. Lange bevor er aus dem Toleranzbereich ist, können Maßnahmen ergriffen werden. Noch mehr gilt das natürlich für gebrochene Werkzeugschneiden.

Sehr interessant sind die flexiblen Möglichkeiten, wie FormControl X die Maschine beeinflussen kann: In einem Fall wird der Fertigungsprozess beispielsweise erst gestoppt, wenn dieselbe Abweichung an zwei Teilen nacheinander gemessen wurde – so lässt sich ausschließen, dass bei der ersten Messung ein Span auf der Messstelle haftete. „Es ist auch möglich, beispielsweise jedes fünfte Teil zu messen. Bei einem Ausreißer wird dann mit dem Messen nicht weitere fünf Teile gewartet, sondern sofort im Rahmen der nächsten Bearbeitung wieder gemessen, um einen Span an der Messstelle auszuschließen“, unterstreicht Erhard Strobel. „Dann erst entscheidet das Programm je nach Vorgabe, dass das nächste Teil bearbeitet wird, die Maschine die Bearbeitung unterbricht oder auf die Fertigung eines anderen Teils gewechselt wird, bei der andere Werkzeuge genutzt werden.“

Mit Hilfe von FormControl X werden alle wichtigen Maße – inklusive Form- und Lagetoleranzen – direkt auf der Maschine überprüft. (Bild: Blum-Novotest)

Kurzfristige Lieferungen müssen möglich sein

Auf den Fanuc Robodrill-Bearbeitungszentren werden vor allem Bauteile für Werkzeugwechsler der Schubert-Verpackungsmaschinen gefertigt. Diese Werkzeuge halten beispielsweise Schachteln, in die ein Roboter dann Pralinen einlegt. Wird eine andere Packungsgröße oder -form benötigt, kann das Werkzeug gewechselt und die Verpackungslinie automatisch umgerüstet werden. In diesen Werkzeugwechslern arbeiten mehrere parallel angeordnete Pneumatikkolben mit H7-Passung. Die Bohrungen, in denen die Kolben laufen, müssen sehr genau parallel und im passenden Durchmesser gefertigt werden. Hier ist es notwendig, jedes produzierte Teil zu messen, um später einen zuverlässigen Lauf zu gewährleisten. Denn ein Stopp in einer Verpackungsmaschine kann extrem teuer werden, beispielsweise in der genannten Pralinenfertigung: Wenn die Verpackungslinie steht, muss auch die Produktion der Süßigkeit abgeschaltet werden, die flüssige Schokolade und andere Zutaten werden fest und verderben. Hinzu kommt, dass bei Schubert die Vormontage getaktet ist, was bedeutet, dass sehr kurzfristig geliefert werden muss. Ein Problem auf der Maschine betrifft also auch die Abläufe im Mutterhaus, das für etwa 70 Prozent der Aufträge sorgt. Deshalb wurde im Rahmen des Betatests vor der Anschaffung von FormControl X die Genauigkeit der Messung in der Maschine laufend überprüft – die Abweichungen lagen im Bereich weniger Tausendstel Millimeter.

Die Konstrukteure der Verpackungsmaschinen legen Maße fest, die für die Funktion entscheidend sind und in der Fertigung geprüft werden sollen. In Bartholomä werden dann die NC-Programme erstellt und dabei die Mess-Unterprogramme an den jeweils passenden Stellen eingefügt. „Wir arbeiten hier zusammen: Wir Mitarbeiter an der Maschine sind für die Qualität verantwortlich und entscheiden deshalb gemeinsam mit den NC-Programmierern, welche Maße mit den Blum-Messzyklen aufgenommen und in FormControl X abgespeichert werden“, erläutert Markus Maier, der die RobodrillPlus-Big-K-Anlagen betreut. „So haben wir auch das Wissen, die Messungen nachvollziehen zu können und Verbesserungen durchzuführen.“

Ein Blick für die Prüfung der Maßhaltigkeit

In der Einführungsphase von FormControl X war der Kontakt zu den Blum-Spezialisten sehr eng: Neben der engagierten Betreuung während des Betatests durch die Programmierer, überzeugte Schubert auch die hervorragende Schulung. Mittlerweile muss in Bartholomä nur noch alle zwei oder drei Wochen ein neues Teil programmiert werden, aber die Mitarbeiter kommen trotzdem gut mit der Software zurecht, weil sie sehr intuitiv ist. Sie unterstützt FormControl X zudem, sich mehr auf ihre eigentliche Arbeit zu konzentrieren. Während früher morgens erst einmal einige Zeit in die Prüfung der Maßhaltigkeit der über Nacht gefertigten Bauteile investiert werden musste, genügt heute ein Blick auf den Bildschirm: Die grafische Darstellung des FormControl-X-Webclients zeigt an, ob die Toleranzen eingehalten wurden. Dann kann sofort reagiert oder direkt weitergefertigt werden.

Inzwischen werden alle Maße mit Toleranz unter einem Zehntel Millimeter automatisch gemessen, ebenso Form- und Lagetoleranzen. Diese sind wichtig, weil viele Teile in zwei Aufspannungen bearbeitet werden und deshalb die Lage der zweiten Bearbeitung von den in der ersten Aufspannung erzeugten Flächen abhängig ist. Auch deshalb bringt FormControl X im Arbeitsalltag große Verbesserungen: „Die Software entlastet mich von Messaufgaben, weil diese automatisiert sind. So kann ich mich mehr auf meine eigentliche Arbeit konzentrieren“, berichtet Markus Maier. „Die Arbeit an der Maschine ist auch entspannter, weil der Prozess transparent ist und wir immer wissen, wo wir qualitätsmäßig stehen – das beruhigt sehr. Außerdem muss ich nicht mehr Schicht arbeiten, sondern kann in der normalen Arbeitszeit meine Aufgaben erfüllen – das ist für mich ein großer Gewinn!“

Mit dem Ziel der Produktivitätssteigerung

Die Zahl der Mitarbeiter, die bei Schubert Fertigungstechnik noch von der Schichtarbeit ‚erlöst‘ werden, könnte schon bald steigen: Denn nach den guten Erfahrungen an den Fanuc-Zentren wird ins Auge gefasst, FormControl X an vielen weiteren Maschinen mit dem Ziel einer Produktivitätssteigerung zu nutzen. Schließlich stellt die Blum-Software einen wichtigen Baustein für die Automatisierung von Zerspanungsprozessen dar und spielt in Bartholomä eine entscheidende Rolle dabei, einen sehr hohen Automatisierungsgrad zu erreichen.

FormControl X hat sich bei Schubert Fertigungstechnik absolut bewährt und etabliert: „Bei jedem Fertigungslos werden das erste und das letzte Messprotokoll ausgedruckt und abgelegt, abgesehen davon stehen alle Messungen in der FormControl-Datenbank zur Verfügung. Das ist nicht uninteressant, um Standzeiten von Werkzeugen zu prüfen“, fasst Jens Grieser zusammen. „Und auch für mich ist es beruhigend, wenn ich jederzeit nachvollziehen kann, wo wir in Sachen Qualität stehen. Dazu müssen natürlich die Maschinen und das Teilespektrum passen, um den höchsten Gewinn aus der Software zu ziehen – und das ist bei uns gegeben.“