Autonome Fertigung – eine ganze Branche muss aufholen

Die Wälzlagerindustrie hinkt beim Thema autonome Fertigung anderen Branchen weit hinterher.

Immer weniger Menschen müssen immer mehr produzieren. Das ist bereits ein langanhaltender Trend aus der Vergangenheit, der sich in der Zukunft weiter fortsetzen wird.

Er wird sogar zu einer essenziellen Notwendigkeit. Bisherige Fertigungskonzepte in der Wälzlagerindustrie benötigen hoch qualifiziertes Personal selbst oder gerade, wenn diese hoch automatisiert sind. Beim Bedienen, Rüsten und Optimieren ist der Mensch gefragt.

Was aber, wenn der Mensch einfach nicht mehr zur Verfügung steht? Eine Beobachtung die die man auf der ganzen Welt, aus unterschiedlichen Gründen, machen kann - Personalmangel. Ob zu geringer Ausbildungslevel, Wettbewerb unter den Unternehmen oder schlicht eine ganze Generation, welche nicht in einer klassischen Fertigungsumgebung arbeiten möchte, das Ergebnis ist das gleiche.

Da dieses Thema nicht nur die Wälzlager Branche umtreibt, sondern auch alle anderen Industrien und Branchen, hat es in den vergangenen Jahren einen rasanten Entwicklungsschub geben. So ist die autonome Fertigung in vielen Industriebereichen längst Standard. In der Wälzlagerindustrie ist sie jedoch noch wenig bis gar nicht vorhanden. Hier muss in der Fertigungsumgebung von Wälzlagerkomponenten aufgeholt werden, um langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben.

Die Gründe lagen bisher in den speziellen Anforderungen der Branche. Hohe Flexibilität, Teilevielfalt bei kleinen Losgrößen und Stückzahlen haben bislang zu konventionellen Fertigungsstrukturen geführt. Insbesondere im Segment der Industrielager. Es wurde zwar stark in Automation investiert aber Automation bedeutet nicht gleich autonom. In Einzelfällen wurden auch autonome System umgesetzt, was aber meist zu sehr komplexen technischen Lösungen geführt hat.

Schaut man noch etwas weiter als nur auf das industrielle Umfeld bzw. die industrielle Fertigung, dann wird dieser Megatrend noch deutlicher. Die Logistikbrache macht es mit autonomen Verteilzentren vor. Oder wir schauen in die Landwirtschaft, dort werden schon lange autonom arbeitende Erntemaschinen entwickelt und eingesetzt. Mit weniger Menschen das gleiche oder sogar mehr zu erreichen ist dabei der gemeinsame Nenner.

Konsequente Entwicklung adressiert Megatrend

Supfina Grieshaber ist seit Jahrzehnten Lieferant und Entwicklungspartner der internationalen Wälzlagerindustrie und hat dabei schon viele Trends aus der Vergangenheit mitgestaltet. Somit lag es auf der Hand, dass sich Supfina auch diesem Trendthema annimmt. Um die Fertigungskette eines Wälzlagerringes abzubilden, muss eben auch das Superfinish-Verfahren in autonomer Weise abgebildet werden. Und gerade in diesem Prozessschritt der Oberflächenfeinstbearbeitung entstehen besondere Hürden bei der Umsetzung. Ausgangspunkt waren bei Supfina ebenfalls bestehende Lösungen, wie die bewährten Baureihen RacePro und RaceFlex. Diese sind zwar sehr flexibel einsetzbar und haben ebenfalls einen hohen Automatisierungsgrad allerdings sind diese Maschinen darauf ausgerichtet, dass der Mensch eine zentrale Rolle einnimmt. Rüstvorgänge, Produktionsabläufe wie Werkzeugwechsel und Interaktion mit der Steuerung sind für den Bediener optimiert.

Eben Maschinen wie sie in die heutige Fertigungsstruktur passen, die aber den Anforderungen eines autonomen Ansatzes nicht gerecht werden.

Neu im Portfolio ist daher die Baureihe Supfina Race Modular. In sehr enger Zusammenarbeit mit unseren Kunden wurde diese Systemlösung konsequent für den autonomen und bedienerlosen Betrieb entwickelt. Alle wesentlichen Abläufe in der Fertigung sind automatisiert. Der Chargenwechsel bzw. mechanische Rüstvorgang, der Werkzeug- bzw. Finishsteinwechsel in der Produktion und das klassische Bauteilehandling sind 24/7 ohne Bediener abgebildet. Schon im Namen der Baureihe zeigt sich der modulare Aufbau, um unterschiedlichste Funktionsumfänge abzubilden. Dies wiederum adressiert die vielfältigen Prozessanforderungen bezogen auf die unterschiedlichen Wälzlagertypen.

So kann die Konfiguration auf Lagerbauformen wie z: B. Zylinderrollenlager, Kegelrollenlager, Pendelrollenlager oder Kugellager angepasst werden und ist jederzeit zukunftssicher erweiterbar.

Um die genannte Funktionalität auch technisch umzusetzen, ist die Maschine mit Features ausgestattet, die den gesamten Prozess auch praktisch möglich machen. So sind die Maschinenelemente wie Werkstückantrieb, Steinhalter, Zentriersystem und Werkstückhandling mit automatisch betätigten Schnittstellen ausgeführt. Diese und die damit verbundene Elemente können mit einem 6-Achs Roboter aus der Maschine entnommen und wieder zugeführt werden. Damit nimmt der Roboter eine zentrale Rolle in der Umsetzung ein. Allerdings ist ein Roboter allein nicht ausreichend. Erst durch die Verschmelzung von Roboter und Bearbeitungsmaschine zu einer Einheit entsteht eine praktikable Lösung.

Nicht zuletzt spielt auch die gesamte Datenkommunikation eine entscheidende Rolle. Wenn es keinen Bediener gibt, der die Werkstück- und Prozessdaten an der Steuerung eingeben kann, müssen diese über Schnittstellen zur IT-Infrastruktur übertragen werden.

Relevanz geht weit über Superfinish hinaus

Für den Anwender einer solchen Systematik kann allerdings eine Superfinish-Maschine nicht isoliert betrachtet werden. Das Zusammenspiel der Maschine, welche den letzten Bearbeitungsschritt übernimmt, mit der gesamten Produktionslinien oder Zelle ist entscheidend. Des Weiteren sind betriebliche und logistische Abläufe mit in die Planung einer solchen Fertigungsstruktur einzubeziehen. Wie werden Werkstücke und Werkzeuge der Anlage zur Verfügung gestellt sind nur Beispiele zu zentralen Fragen über die eigentliche Maschine hinaus.

Betrachtet man vom heutigen Standpunkt aus all diese Themenfelder, so scheint eine hochflexible und autonome Wälzlagerfertigung ein sehr weiter Sprung in die Zukunft zu sein. Für manchen wird dieser Sprung zu weit erscheinen. Aber einige Unternehmen sind diesen weiten Schritt in die Zukunft bereits gegangen und erste Maschinen der Supfina Baureihe Race Modular sind ausgeliefert.

Abschließend bleibt festzuhalten: um diesen Wandel in der Wälzlagerindustrie zu gestalten ist das Engagement einer ganzen Branche einschließlich des dazugehörigen Maschinenbaus gefragt.