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Ein revolutionäres Geschäftsmodell braucht revolutionäre Automatisierung

Dieser Artikel ist eine ZUSAMMENFASSUNG. Den Originalartikel finden Sie im MTDCNC Magazin 11/2023, Seiten 28–30

 

Rodin Machining ist ein niederländischer Lohnfertiger, der seinen Kunden ein Online-Portal für die Bestellung von Bauteilen bietet. Dank KI erfolgt die Angebotserstellung in weniger als einer Minute, und die Produktion kann nahezu sofort starten. Die Automatisierung von Fastems steuert die Fertigung und macht die High-Mix-Produktion von Rodin sowohl flexibel als auch effizient.

Gemeinsam mit Fastems haben wir diese autonome Fabrik verwirklicht.
Die Zusammenarbeit begeistert uns – wir inspirieren uns gegenseitig und heben uns auf das nächste Level.

 

Über Rodin Machining

Rodin Machining hat seinen Sitz in Opmeer, etwa 45 Minuten von Amsterdam entfernt, und arbeitet mit Kunden aus verschiedensten Branchen, darunter Maschinenbau, Bauwesen, Möbelindustrie, Automobilsektor und Petrochemie. Gegründet wurde das Unternehmen von Ruud Appel, Gem Bot, Dennis Oud und Paul Mooij, die Erfahrung in der Blechbearbeitung sowie in Software- und Datenengineering mitbringen. Der Name des Unternehmens ist inspiriert vom berühmten Bildhauer Auguste Rodin. Die Gründer beschreiben ihr konzept so:

„Unsere Kunden können 24/7 ihre 3D-Designs und ein PDF mit Toleranzangaben hochladen und dann Material, Menge und Lieferdatum auswählen. Innerhalb von 30 Sekunden erhalten sie ein Angebot. Nach der Freigabe startet die automatisierte Fertigung sofort: Der Auftrag wird ins ERP-System übertragen und von unseren CAM-Ingenieuren so automatisiert wie möglich in Maschinen- und Roboterprogramme übersetzt. Natürlich gibt es Größenbeschränkungen für die Teile, und wir fertigen üblicherweise Stückzahlen von einigen Dutzend bis zu Tausenden. Unser Fokus liegt nicht darauf, Sekunden bei der Großserienproduktion zu sparen, sondern einen konstanten High-Mix-Fluss zu schaffen, der 24/7 unbemannt läuft. Während eine typische CNC-Maschine 1500 bis 2000 Stunden im Jahr arbeitet, steht das FASTEMS-Logo für ‚8760‘ – die Stunden eines ganzen Jahres. Und genau da wollen wir mit unseren Spindelstunden hin.“

Bei der Erstellung der CAM-Datei, beim Be- und Entladen des Systems sowie beim Voreinstellen der Werkzeuge ist menschliches Eingreifen notwendig. Aber mehr als 90 % des Prozesses laufen automatisiert ab.

Starke Partnerschaften für wegweisende Innovationen

Die Idee für Rodin Machining entstand Ende 2021 und begann mit der Suche nach den perfekten Partnern. Als der Umfang der Automatisierung klar wurde, war Fastems die natürliche Wahl. Ohne eine bestehende Kundenbasis oder eine Produktionsstätte wagten die vier Gründer einen mutigen Schritt – und 2023 wurde in Opmeer ein futuristisches, flexibles Fertigungssystem installiert.

Die Vision einer menschenlosen Fabrik
Ruud beschreibt die Ambitionen des Teams so:
„Wir wollten eine autonome Fabrik schaffen, in der nur Roboter arbeiten. Viele sagten, das sei unmöglich, aber wir wollten die Grenzen des Machbaren verschieben. Deshalb haben wir führende Partner wie Fastems ins Boot geholt und ihnen kritische Fragen gestellt: ‚Warum immer so?‘ oder ‚Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, es anders zu machen?‘ Wir wollten nicht nur Prozesse optimieren, sondern Denkweisen verändern.“

Höchste Ansprüche an Automatisierung und Integration
Die Anforderungen des Projekts waren hoch:

  • Maximale Vielseitigkeit: Maschinen mussten flexibel einsetzbar sein.
  • Perfekte Integration: Fastems kümmerte sich um die Verbindung von Werkzeugdaten, Spannvorrichtungen, Greifern, Spannfuttern und Software wie ERP und CAD/CAM.
  • Raum- und Workflow-Optimierung: Gemeinsam wurde berechnet, wie Maschinen optimal in den verfügbaren Raum passen und effiziente Abläufe gewährleistet werden.

Nach zahlreichen Design-Iterationen wurde das finale Layout umgesetzt, und die Fabrik entstand in enger Zusammenarbeit mit allen Partnern.

Das Mindset, das alles möglich machte
Paul Mooij erzählt von den Herausforderungen – und dem Humor, der half, sie zu überwinden:
„Oft hörten wir: ‚Das geht nicht‘ oder ‚Das macht man nicht so‘. Unsere Regel: Wer das sagte, musste die nächste Runde zahlen. Es wurde viel Bier gekauft – und dabei kamen die besten Ideen. Am Ende haben wir es geschafft, das Mindset zu ändern und das Projekt erfolgreich abzuschließen.“

Rodin Machining und Fastems: Eine Partnerschaft, die zeigt, wie man Visionen in die Realität umsetzt.

 

Wie funktioniert das System?

Das System ist für die Bearbeitung zylindrischer und prismatischer Bauteile ausgelegt. Sowohl Rohmaterialien als auch fertige Teile werden in einem zentralen Lager aufbewahrt:

  • Zylindrische Bauteile:
    Rohmaterial wird per Kran auf einer Palette in die Roboterzelle geliefert, die zwei Mazak Integrex-Drehmaschinen bedient.
  • Prismatische Bauteile:
    Eine Roboterzelle lädt das Rohmaterial in eine intelligente Spannvorrichtung, die auf einer Nullpunktplatte montiert ist. Diese wird von einem weiteren Roboter auf den Tisch der Mazak Variaxis-Fräsmaschine transportiert. Fertigteile werden ebenfalls von der Roboterzelle gehandhabt und ins zentrale Lager zurückgebracht, das als Materialeingang/-ausgang dient.

Zusätzliche Features:

  • AGV-Station:
    Automatisierte Werkzeugauslieferung aus dem Werkzeugraum.
  • Automatischer Werkzeugwechsel:
    Sowohl auf der Fräs- als auch der Drehseite werden Werkzeugwechsel automatisiert, einschließlich direkter Übermittlung von Werkzeugkorrekturen an die Maschinen.

Produktionsplanung mit MMS
Nach der CAM-Programmierung werden die Teile in die Fastems Manufacturing Management Software (MMS) geladen. Die MMS erstellt automatisch einen Produktionsplan basierend auf:

  • Lieferterminen,
  • Lagerbestand oder
  • wiederkehrenden Produktionsläufen.

Optimierte und transparente Produktion:

  • Vorhersagen:
    MMS bereitet Ressourcen Tage im Voraus vor, um Maschinenstillstände und WIP zu minimieren.
  • Überwachung:
    Echtzeit-Tracking von OEE, Maschinenauslastung und verfügbaren Ressourcen.
  • Effizienz:
    Optimierter Workflow sorgt für pünktliche Lieferung.

Detaillierte Spezifikationen finden Sie im Abschnitt „System-Konfiguration“ weiter unten.

 

Fazit

Das System ermöglicht eine unbemannte High-Mix-Produktion für anspruchsvolle Fräs- und Drehbearbeitungen. Neue Fertigungsteile können mühelos und automatisiert eingeführt werden, inklusive automatischer Rüstwechsel sowohl beim Fräsen als auch beim Drehen. Auch die Werkzeugbereitstellung und Datenübertragung, einschließlich der Übermittlung von Korrekturdaten, laufen vollständig automatisiert.

Die Fastems MMS-Steuerung fungiert als „Gehirn“ der Produktion und übernimmt die automatische Planung und Terminierung. Das Ergebnis: eine hohe Maschinenauslastung kombiniert mit Just-in-Time-Kapazität, kurzen Durchlaufzeiten und vollständiger Prozessübersicht.

System-Konfiguration

 

Überblick:

  • Bis zu sechs Mazak Variaxis 5-Achs-Fräsmaschinen, unterstützt durch eine Autoloading-Zelle
  • Bis zu sechs Mazak Integrex Dreh-Fräs-Maschinen, unterstützt durch Roboterzellen
  • Zentrales Materiallager, das Rohmaterial sowie gefräste und gedrehte Teile aufbewahrt
  • Automatisches Werkzeughandling in beiden Zellen, inklusive Übermittlung von Korrekturdaten an die Maschinen
  • Option für AGV-gestützte Werkzeugauslieferung

Fräsoperationen

Drehoperationen

Agile Manufacturing Cell – AMC

  • Ein Roboter bedient zwei Mazak Dreh-Fräs-Maschinen.
    • Rüstwechsel erfolgen durch den Wechsel des Spannfutters.
    • Werkzeugwechsel wird vom Roboter über die Magazintür ausgeführt.
  • Der Roboter nutzt verschiedene Greifer für Werkstücke, Werkzeuge und Spannfutterwechsel.
  • Spannbacken können bei Bedarf direkt bearbeitet werden, um neue Teile einzuführen.

Resultat

  • Autonome Dreh-Fräs-Fertigung
    • Automatisierte Handhabung von harten und weichen Spannbacken
    • Automatisierte Teilehandhabung
    • Automatisiertes Werkzeug- und Werkzeugdatenmanagement
  • Automatisierte Produktionsplanung und -steuerung
    • Just-in-Time-Produktion
    • Vollständige Prozessübersicht (Situational Awareness)
    • Schnelle Durchlaufzeiten

Autoloading Cell – ALD

  • Materialein- und -ausgang erfolgt über ein Hochregallager.
  • Der Roboter be- und entlädt Werkstücke auf einer universellen Smart-Spannvorrichtung.
  • Roboterprogramme werden automatisch an den Roboter übertragen.

Resultat

  • Autonomes Werkstück-Handling
    • Automatisiertes Laden von Rohmaterial aus der Palettenstation in das Spannfutter
    • Automatisiertes Umgreifen zwischen Bearbeitungsschritten (OP10 zu OP20)
    • Automatisiertes Entladen fertiger Teile vom Spannfutter zurück in die Palettenstation
  • Automatisierte Produktionsplanung und Terminierung
    • Just-in-Time-Produktion
    • Echtzeit-Prozessübersicht (Situational awareress)
    • Schnelle Durchlaufzeiten

Roboter-gestütztes FMS

  • Ein Roboter bedient bis zu sechs Mazak 5-Achs-Fräsmaschinen
    • Nullpunktplatten werden direkt auf den Maschinentisch geliefert
    • Werkzeugwechsel erfolgt über die Magazintür
    • Kleiner Puffer sorgt für zusätzliche Flexibilität
  • Materialein- und -ausgang erfolgt über eine Autoloading-Zelle, mit der Option für AGV-gestütztes Werkzeugmanagement

Resultat

  • Autonome 5-Achs-Fräsfertigung
    • Automatisiertes Paletten-Handling
    • Minimale Be- und Entladezeit, maximale Bearbeitungszeit
    • Automatisiertes Werkzeug- und Werkzeugdatenmanagement
  • Automatisierte Produktionsplanung und -feinplanung
    • Just-in-time Produktion
    • Echtzeit-Prozessübersicht (Situational Awareness)
    • Kurze Durchlaufzeiten

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