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Angestrebter Produktionszyklus bei Maschinenverkettung

Aus der Reihe:”Wie Sie die elementarsten
Fehler beim Automatisieren vermeiden”

Mit diesem, für Insider bekannten Know-how halten Sie die Ausgabe 2 in den Händen
bzw. sehen die Zeilen auf dem Bildschirm.

Bei den gewählten Beispielen können Sie sich, bzw. Ihre Produkte eventuell nicht
wiederfinden. Prinzipiell sind die aufgeführten Punkte jedoch Bestandteil einer jeden
Automatisierungslösung und entsprechend wichtig für den Gesamterfolg.

Aus diesem Grund transportieren wir hiermit ein wenig „Elementarwissen“. Damit
können wir Ihnen eventuell helfen, dass Sie nicht in die falsche Richtung planen und
kein Geld und keine Zeit verlieren.

Wir freuen uns, wenn unsere Informationen einen Beitrag zum Produktionsstandort
„Deutschland“ sein können. Gerne erhalten wir Ihr Feedback und stehen für Fragen
und Anregungen zur Verfügung.

Hörbuch + Text: Zum Thema "angestrebter Produktionszyklus"  bei Maschinenverkettung 1
Hörbuch + Text: Zum Thema "angestrebter Produktionszyklus"  bei Maschinenverkettung 2

Der benötigte angestrebte Produktionszyklus

Unabhängig davon, ob es sich bei Ihnen um eine Pressenverkettung, eine
Transfereinheit, eine Montageautomation, um automatische Messvorgänge oder…
handelt, Sie sollten immer Zyklusreserven einplanen.

Je umfangreicher eine Automatisierung ist, umso größer ist die Menge an
Störeinflüssen, an elektronischen Teileabfragen, an Übergabestellen oder an den
einzelnen Maschinen, die miteinander verbunden / verknüpft sind.

Beispiel:
Sie möchten drei Bearbeitungszentren, eine Waschanlage, eine automatische
Teileprüfung und einen automatischen Packplatz realisieren.

Zum Teiletransport ist ein Werkzeugträgersystem vorgesehen und die zu
bearbeitenden Teile werden mittels Roboter umgesetzt.

Durch die Kombination der einzelnen Maschinen zu einer Produktionsstraße ergeben
sich zwangsläufig verschiedenste mögliche Störquellen.

Ein paar Beispiele hierzu:

  • in den Bearbeitungszentren (z. B. durch Spannmittel, die eventuell durch
    anhaftende Späne beim Teilewechsel nicht vollständig freigespült werden)
  • durch das Werkzeugträgersystem (z. B. durch Ausfall einer elektronischen
    Abfrage)
  • bei den Robotern (z. B. durch permanent gleiche Bewegungsabläufe bricht die
    Kabelführung von Achse 4 zu dem Greifer)
  • in der Waschanlage (z. B. die Ablage der Waschanlage oder das
    Transportsystem in der Waschanlage ist mit Teilefixierungen versehen und
    eine Teilefixierung ist verbogen und beim Aufsetzen des Teiles durch den
    Roboter wird ein Crash ausgelöst)
  • in der Messstation (z. B. die Messstation besteht aus mehreren Einheiten, die
    das Teil an den relevanten Stellen mechanisch abtasten und durch z. B.
    unsaubere Teile, haften Späne an den Tastern, die das Ergebnis verfälschen)
  • in dem automatischen Packplatz ( z. B. die Teile müssen mit Zwischenablagen
    in Gitterboxen gepackt werden, der Roboter übernimmt hierbei das Ablegen
    der Teile und legt nach einer vollständigen Bestückung eine neue
    Zwischenlage ein, die Gitterbox ist jedoch nicht leer in den Packplatz gefahren
    worden, sondern die erste Zwischenlage wurde nicht entfernt, hierdurch wird
    ein Crash ausgelöst)

Diese Liste kann mit etlichen Beispielen fortgesetzt werden und entsprechend
ergeben sich viele mögliche Störeinflüsse, welche die Produktivität mindern und am
Ende des Tages nicht zu dem gewünschten Output an der Anlage führen.

Haben Sie nun Ihre Produktion mit einem zu hohen Nutzungsgrad angesetzt, ist das
problematisch. In der Regel sollten Sie den Nutzungsgrad bei einer umfangreichen
automatisierten Fertigung, Verpackung, Montage und… nicht größer als 90%
kalkulieren.

Das Wichtigste für eine prozessfähige Fertigung ist die Vorbereitung dieser, das
betrifft die zu fertigenden Teile und den Prozess.

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Maschinenverkettung – Verkettung von Anlagen

Wir kommen auf das Beispiel der Vorseite zurück, bei dem mehrere Maschinen und
Roboter miteinander verkettet sind und eine Produktionsstraße bilden.

Bei einer direkten Verkettung der einzelnen Maschinen, besteht immer das Risiko,
dass ein Stillstand an einer Anlage sofort die gesamte Produktionsstraße zum Stehen
bringt.

Um zu vermeiden, dass Ihre Kalkulation nicht aufgeht und der Gewinnanteil in Gefahr
gerät, sollten der Output mit maximal 90% der benötigten Anlagenleistung kalkuliert
werden.

Beispiel:
Ein zyklischer Ablauf für die Herstellung von einem Teil beträgt 35 Sekunden bei
einer Auslastung von 90%. Das heißt, dass einzelne Teil kann von allen
Einzelmaschinen, Robotern usw. innerhalb von 31,5 Sekunden hergestellt und
gehändelt werden.

Läuft also alles planmäßig, erhalten Sie alle 31,5 Sekunden ein fertiges Bauteil.
Entstehen jedoch hier und da ein paar kleine Störungen, verändert das die gesamte
Anlagenleistung sofort und zwar zum Negativen.

Das ist so als wenn Sie für eine Strecke von 200km, 1,5 Std. mit ihrem KFZ
kalkulieren würden.

Das geht nur in ganz wenigen Fällen, in der Regel müssen Sie eine größere Fahrzeit
bedingt durch Baustellen, abbremsen… kalkulieren, um am Ende dann nach
ca. 2 Std. am Ziel zu sein.

Ähnlich verhält es sich mit dem automatischen Prozess bei Produktionsstraßen und
Anlagen.

Kalkulieren Sie also bitte nur mit maximal 90% Output, dann liegen Sie mit einem
guten Partner im Maschinenbau auf der sicheren Seite.

Unter der Prämisse, dass zwischen den Einzelmaschinen entsprechende Teilepuffer
vorhanden sind, womit also die Direktverkettung aufgehoben wird, können teils
Störzeiten neutralisiert werden. Ob Teilepuffer sinnvoll sind oder nicht sollte im
Einzelfall unter Berücksichtigung der FMEA festgestellt werden.

Da es sich in der Regel bei Störungen um Kleinigkeiten handelt, z. B. ein
verklemmtes Teil in einer Zuführung oder eine Spanablagerung usw., reichen oft
kleine Pufferzonen aus, um schlussendlich die kalkulierte Ausbringung sicher zu
erreichen.

Die Kosten, die für die Pufferzonen entstehen, sind je nach herzustellendem Produkt
vollkommen unterschiedlich. Das kann bei vernünftiger Planung der Anlage durchaus
auch kostenneutral sein.

Grundsätzlich empfehlen wir in der Regel Pufferzonen zu intrigieren, das Kosten-
Nutzen-Verhältnis muss für das individuelle Projekt bewertet und entsprechend
abgewogen werden.

Verschiedene Pufferzonen können z. B. sein:

  • Linearförderer hinter Zuführgeräten
  • Staufähige Transportbänder zwischen den Bearbeitungsstationen
  • Staufläche oder Puffertürme für Werkzeugträgersysteme
  • Mehrfachbelegung von Werkzeugträgersystemen
  • Wechseleinrichtungen für Einplatzbearbeitungen (beidseitig bestückbar) usw..

Bedingt durch die vorgeschaltete FMEA werden die sinnvollen Pufferplätze sichtbar
und die Maschinenplanung strukturiert sich.

Im Ergebnis bedeutet das einen hohen, der Kalkulation entsprechenden
Anlagenzyklus, wobei die Tendenz zu einem höheren Output erfahrungsgemäß da
ist.

Wir haben das Know-How und helfen Ihnen bei der Realisierung Ihrer Wunschmaschine

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