FBF-S 8000 mit Siemens Sinumerik One Automatisierung einer Großzerspanungsmaschine bei Kinkele

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Kinkele investiert in die individuell zugeschnittene Fahrständerfräsmaschine FBF-S 8000 mit Siemens Sinumerik One. Sie basiert auf der Vorgängerin der Großzerspanungsmaschine und bietet höhere Performance und digitale Produktionsmöglichkeiten.

Ob Solarglasindustrie, Lebensmittelindustrie, Luft- und Raumfahrttechnik oder Medizintechnik – der unterfränkische Auftragsfertiger Kinkele produziert für nahezu alle Maschinenbaubranchen hochspezielle Bauteile bis zu 20 Meter Länge und 50 Tonnen Gewicht sowie Baugruppen oder ganze Anlagen aus Metall. Meist in Kleinstserien und oft in Losgröße eins. Dabei zeichnet das Unternehmen eine besondere Kombination aus Branchen-Know-how, Fertigungstiefe und Lösungskompetenz aus. Das heißt, dass das mittlerweile in fünfter Generation inhabergeführte Unternehmen bei Bedarf auch den gesamten Prozess von der fertigungstechnischen Machbarkeitsprüfung über das anspruchsvolle Schweißen und die hochpräzise CNC-Bearbeitung bis zum fertig lackierten Produkt aus einer Hand abdecken kann.

Und weil genau dieses nahtlose Zusammenspiel der Einzelgewerke eines der Alleinstellungsmerkmale von Kinkele ist, legte das Team um Fertigungsleiter Michael Graf bei der Automatisierung der neuen Großzerspanungsmaschine besonderen Wert auf eine Steuerung, die sowohl bei den Anlagenführern als auch in der internen Konstruktion hohe Akzeptanz findet und zugleich offen für die weitere Integration des Produktionsprozesses ist. Gleichzeitig sollte die Maschine das bewährte Fundament der Vorgängerin der Großzerspanungsmaschine am bestehenden Standort weiter nutzen. Michael Graf: „Bei der Anfrage an die Hersteller haben wir von Anfang an definiert, dass wir eine Werkzeugmaschinensteuerung von Siemens haben wollten, weil Siemens bei unseren Großzerspanungsmaschinen aufgrund unserer guten Erfahrungen traditionell gesetzt ist. Und weil wir mit der Sinumerik One auch weitere Bearbeitungsschritte wie etwa Roboterschweißen im Zusammenspiel mit der Zerspanungsmaschine automatisieren können, war uns klar, dass das die zukunftsfähigste Steuerung auf dem Markt ist.“

Schnelle Reaktionszeit der Techniker und hohe Verfügbarkeit der Ersatzteile

 Dass die jetzt seit Anfang 2024 laufende Fahrständerfräsmaschine FBF-S 8000 von MTE Spanien realisiert wurde, hatte mehrere Gründe, wie Ernst Bayer, Bereichsleiter CNC bei Kinkele erklärt: „Wir haben die in Frage kommenden Hersteller mit unseren Prämissen angefragt und MTE hat uns das beste Gesamtkonzept angeboten. Die Maschine passt exakt auf das Bestandsfundament, nutzt den Raum optimal aus und der Kundendienst von MTE ist überzeugend. Dazu gehört die schnelle Reaktionszeit der Techniker, die hohe Verfügbarkeit der Ersatzteile und die Tatsache, dass MTE jederzeit planmäßig gepflegte Wechselköpfe zum sofortigen Austausch zur Verfügung stellen kann.“

Auch die technischen Eckdaten der FBF-S 8000 können sich sehen lassen: 8000 Millimeter Verfahrweg in der X-Achse, 2500 Millimeter in der Y-Achse und 1500 Millimeter in der Z-Achse. Spindel mit 43 kW Dauerleistung und 6000 Umdrehungen. Vollautomatisches Werkzeugmagazin und eine maximale Tischbelastung von 40 Tonnen, die es ermöglicht, dass auch asymmetrische Werkstücke außerhalb des Tischzentrums aufgespannt und zerspant werden können. Dabei verfügt die FBF-S 8000 über zwei Tische, die im Pendelbetrieb genutzt werden können. Während auf dem einen Tisch gefräst wird, kann das Werkstück auf dem anderen Tisch vor- oder nachbereitet werden. Das spart Rüstzeit und wertvolle Ressourcen.
 Noch wichtiger aber ist die Genauigkeit, wie CNC-Experte Bayer betont: „Bei uns gibt das Werkstück die Zeit vor. Da geht Präzision vor Schnelligkeit. Das liegt auch daran, dass wir uns bei den hohen Kosten für das Grundmaterial keinen Ausschuss leisten können. Eine Aluminiumplatte wie bei dem Werkstück, das wir diese Woche bearbeiten, kostet gut und gerne 100.000 Euro. Da haben wir nur einen Versuch.“

Die Siemens-Steuerung ist bei unseren Großzerspanungsmaschinen aufgrund unserer guten Erfahrungen traditionell gesetzt.

Digitaler Zwilling für Konstruktion und Service

Bei der Automatisierung der FBF-S 8000 hat MTE die umfangreichen digitalen Möglichkeiten der Sinumerik One kennen und schätzen gelernt, so Gunther Borbonus, Geschäftsführer von MTE Deutschland: „Die FBF-S 8000 für Kinkele war erst unsere dritte Maschine, die wir mit Sinumerik One realisiert haben, und obwohl wir anfangs skeptisch waren, muss ich sagen, dass wir sehr gute Erfahrungen gemacht haben.So konnten wir etwa mit dem Siemens-Konvertierungstool 80 bis 90 Prozent der Programmbestandteile aus unseren Sinumerik 840D-Projekten übernehmen. Das ist großartig.“ „Zum anderen“, ergänzt Siemens Anwenderbetreuer Ingo Bartsch, „konnte MTE mit dem TIA Portal und der Software Create MyVirtual Machine einen kompletten digitalen Zwilling der Maschine konstruieren und virtuell in Betrieb nehmen und diesen auch nach der Inbetriebnahme der Maschine weiter für Servicezwecke nutzen.“

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In der Praxis hieß das, dass die FBF-S 8000 virtuell schon voll funktioniert hat, bevor die ersten Teile in der Halle in Ochsenfurt montiert waren. Auch die Spezialisten der CNC-Programmierabteilung von Ernst Bayer konnten ihre erstellten Teileprogramme schon auf der neuen Maschine testen, während die alte Maschine noch lief. „Für uns als Anwender ist das enorm wichtig, weil wir so die Stillstandsphase zwischen dem Aus der alten Anlage und dem Produktionsbeginn der neuen Anlage minimal klein halten können. In unserem Fall waren das inklusive der Aufbereitung des Bestandsfundaments nur 95 Tage,“ betont Kurt Kinkele, Inhaber und Geschäftsführer von Kinkele.

Großzerspanungsmaschine: Beeindruckende Vorteile im Betrieb

Vergleicht man die FBF-S 8000 mit ihrer Vorgängerin, sind die Vorteile in puncto Performance natürlich offensichtlich – sie ist schneller, leistungsfähiger und energieeffizienter. Aber auch im Vergleich zu anderen modernen Großzerspanungsmaschinen bietet die FBF-S 8000 von MTE zahlreiche Vorteile, die sich laut Andreas Schneider, Bereichsleiter Zerspanung bei Kinkele, in den ersten 10 Monaten Betrieb gezeigt haben: „Besonders beeindruckend finde ich, dass wir den Fräskopf jetzt in 1/100-Gradschritten in zwei Ebenen schwenken können. Auf diese Weise können wir nicht nur mit einem normalen Schaftfräser Fasen fräsen statt mit einem speziellen Faswerkzeug, sondern auch nahezu jeden Bohrwinkel realisieren. Zudem haben wir die Möglichkeit, mit dem Fräskopf bis zu 200 Millimeter unterhalb die Tischoberfläche zu fahren. Das war eigentlich ein Kompromiss, um den vertikalen Verfahrweg zu verlängern, aber gerade jetzt habe ich ein Bauteil auf der Maschine, bei dem wir genau das brauchen.“

Fokus digitale Zukunft

Für Kinkele ist die Investition in die FBF-S 8000 und speziell auch in die Sinumerik One ein wichtiger Meilenstein auf dem Weg in die digitale Zukunft des Unternehmens. „Die Steuerung,“ so Michael Graf, „muss die Anbindung an die digitalisierte Zukunft ermöglichen.“ Und die Zukunft von Kinkele sieht so aus, wie in vielen Unternehmen des deutschen Mittelstands: „Wir sind konfrontiert mit dem Fachkräftemangel und dem demografischen Wandel. Deswegen suchen wir ständig nach Lösungen, wie wir unser Personal halten und noch effizienter einsetzen können,“ so Kurt Kinkele. Denkbare Schritte wären in diesem Zusammenhang eine weitere Automatisierung des Werkzeugmanagements, der Einsatz von autonomen Fahrzeugen für die vollautomatische Werkzeugzuführung oder die Ausweitung des autonomen Maschinenbetriebs, so dass ein Anlagenführer mehrere Maschinen gleichzeitig betreut. „Die Steuerung gibt das her,“ so Graf.

Jobst Lichte ist Regional Manager Business Development bei Siemens.