Wo die Zukunft der Fertigung abhebt

Wenn im Herbst 2026 die SMW Factory Airport in Meckenbeuren an den Start geht, soll dort weit mehr passieren als nur die Produktion von Spannsystemen. Der Standort wird zum „gläsernen Showcase“, der live vorführt, wie intelligente Technologien die Teilefertigung in einer digitalen Fabrik neu definieren. Wer wissen will, wo künftig Wettbewerbsfähigkeit entsteht, wird hier einen Blick in die Zukunft werfen können.

 „Transformation ist Pflicht“ lautet eine der Empfehlungen, welche der Verband der deutschen Maschinen- und Anlagenbauer VDMA zusammen mit der Beratungsagentur McKinsey diesen Herbst formulierte. Gemeint ist die technologische Transformation hin zu mehr Digitalisierung, künstlicher Intelligenz und Nachhaltigkeit. Zur Pflicht werde sie vor allem vor dem Hintergrund eines sich verschärfenden globalen Wettbewerbs – Ergebnis einer Studie, welche die beiden Partner zur „Zukunftsperspektive 2030-35“ des europäischen Maschinen- und Anlagenbaus vorgelegt haben.

Tobias Schneider teilt diese Einschätzung. „Die Transformation ist in Deutschland in vollem Gang. Sie kann und darf nicht ins Stocken geraten.“ Schneider ist Business Development Manager bei SMW-Autoblok. Der Hersteller entwickelt und fertigt Spannsysteme für die rotative und stationäre Werkstückbearbeitung. Digitalisierung und Automation sind schon lange Themen der Entwicklungsarbeit. 2021 bündelte er seine globalen Aktivitäten darin in dem eigenständigen Unternehmen SMW-electronics. Eine neue Fertigungsstätte, die derzeit am Firmensitz in Meckenbeuren entsteht, soll nun die Entwicklungsarbeit zusätzlich forcieren. In der SMW Factory Airport werden nicht nur Lösungen für die digitale, automatisierte Spanntechnik entstehen. Ab Herbst 2026 wird SMW hier mit seinen Systemen vorführen, wie sich die digitale Fertigung realisieren lässt und wie Anwender damit kritische Aufgaben der Fertigung lösen können.

Digitale Spanntechnik für mehr Produktivität

In der Teilefertigung ist die wichtigste dieser Aufgaben, die Produktivität bei zunehmender Teilevielfalt und sinkenden Stückzahlen beizubehalten. „Dem Wandel von der Massen- zur individuellen Fertigung werden wir mit traditionellen Produktionsprozessen nicht mehr Herr“, sagt Schneider. Ein großes Potenzial für eine produktivere Teilefertigung sieht er dort, wo sich die Anforderung am stärksten verändert: direkt am Werkstück. „Die digitale Spanntechnik ist der Schlüssel zu Variabilität, kurzen Rüstzeiten und damit zu mehr Produktivität“, so der Manager.

Der entscheidende Ansatz liegt für ihn in den Parametern Kraft und Position. „Indem wir diese direkt am Werkstück kontrollieren, können wir sie variabel auf das jeweilige Teil anpassen.“ Möglich wird dies durch Sensorik, mit der SMW Spannsysteme digitalisiert. Die Anbindung an die übergeordnete Steuerung vollendet den Schritt in die Automation. SMW realisiert sie mit induktiven Koppelsystemen, die kontaktlos Energie und Signale übertragen und als digitale Schnittstelle (Digit Interface) in der Werkzeugmaschine fungieren.

Digitale Ausrüstung aus einer Hand

Wie sich das konkret in der Teilefertigung darstellt, schildert Schneider anhand der Abläufe einer Werkzeugmaschine. SMW kann diese vollständig aus einer Hand mit digitalen Lösungen ausrüsten.

1 – Kommunikation und Steuerung

• In der Digitalen Fabrik ist an jeder Maschine eine digitale Schnittstelle erforderlich. SMW liefert diese mit seinen induktiven Koppelsystemen. Sie versorgen die Komponenten nicht nur mit Energie, sondern ermöglichen zugleich den Austausch der Signale zwischen Sensorik und der übergeordneten Steuerung. Energie und Signale werden über einen Luftspalt übertragen. Die Komponenten können so ohne hinderliche Kabel über das Bussystem an die SPS angebunden werden. Damit ist die Übertragung verschleißfrei in jeder Bewegung möglich, sowohl beim Palettenwechsel in der Fünf-Achs-Bearbeitung als auch in der endlosen Rotation einer Drehmaschine oder eines Greifsystems.
• Darüber hinaus stattet SMW seine Koppelsysteme sowie alle seine mechatronischen Produkte mit einem KI-fähigen Mikroprozessor aus. Dort können Algorithmen für die Prozessüberwachung, die vorausschauende Wartung oder das maschinelle Lernen aus Beladungsfehlern hinterlegt werden.

2 – Handling und Beladung

Werkstücke und Werkzeuge werden per Cobot, Industrie- oder Portalroboter übergeben. Das End-of-Arm-Tooling stattet SMW mit mechatronischen Greifsystemen seiner Produktreihe MOTIACT aus. Durch ein integriertes absolutes Wegmesssystem lässt sich die Lagenposition der Greifer mit einer Wiederholgenauigkeit von 0,02 mm exakt anpassen; die Greifkraft kann unabhängig von Geschwindigkeit und Hub in feinen Abstufungen genau auf das zu greifende Gut eingestellt werden.

3 – Positionieren und Spannen

Auch für seine Spannmittel erzielt SMW mit integrierter Sensorik Vorteile für die Variabilität und die Prozesssicherheit.

Zum Beispiel in der Drehmaschine:

• Für ein Spannfutter ermittelt der digitale Werkstückanschlag „e-sensing“ in einem Messbereich von 5 mm, ob das zu bearbeitende Bauteil vorhanden ist, ob es korrekt im Spannmittel aufliegt und ob der Bearbeitungsprozess starten kann.
• SMW-Lünetten können mit dem USP 4.0 ausgestattet werden. Das lineare Wegmesssystem erfasst den Spannweg der Lünettenhebel kontaktlos per Ultraschall und bemisst daraus deren genaue Position. Das ermöglicht auch ein teilweises Öffnen oder Schließen, was Taktzeiten und Energieverbrauch reduziert.

Zum Beispiel im Bearbeitungszentrum:

• Ein integriertes lineares Wegmesssystem sorgt auch bei Langhubspannern wie dem hydraulischen SLX digit für stufenlos einstellbare Hübe und damit für eine hohe Teilevielfalt ohne häufige Spannmittelwechsel.
• Beim mechatronischen SLX e-motion lassen sich die Position der Spannbacken und die Spannkraft auch während der Bearbeitung überwachen. Die Parameter können zudem für mehrere Teile voreingestellt werden, sodass die Fertigung mannlos erfolgen und von der Sensorik überwacht werden kann.

4 – Wechseln

Mit Schnellwechselsystemen ermöglicht SMW das automatische Umrüsten auf neue Arbeitsschritte.

• Backenwechsel können bei Langhubspannern wie dem SLX digit oder Kraftspannfuttern wie dem KNCS-matic automatisch per Roboter erfolgen.
• Montiert auf einem Nullpunktspannsystem wie dem ZeroAct e-motion wird auch der automatisierte Palettenschnellwechsel machbar.
• Der Schnellwechsel von Werkzeugen wie von Greifern kann über das AcuGrip-TC erfolgen, das mit einem integrierten Sensor die Zentrierung mit einer Wiederholgenauigkeit von ± 0,0015 mm bis ± 0,01 mm sicherstellt.

Wettbewerbsfähigkeit jetzt sichern

„Mit solchen digitalen, automatisierbaren Lösungen erhöhen Anwender ganz klar ihre Wettbewerbsfähigkeit“, sagt Schneider. Die Gründe sind vielfältig: Die Variabilität steigt, sodass sich einzelne Produktionslinien für mehrere verschiedene Teile nutzen lassen. Die mannlose Fertigung wird machbar, sodass sich auch mit geringerer Zahl verfügbarer Fachkräfte Fertigungsabläufe sicher durchführen lassen. Die Präzision nimmt zu, sodass sich die Qualität verbessert und der Ausschuss verringert.

Fazit von Tobias Schneider, SMW
„Die digitale Transformation ist ein Prozess, der seine Zeit benötigt“. „Entscheidend ist, dass man damit nicht wartet.“

Damit fertigende Unternehmen frühzeitig von den Vorteilen profitieren können, ermöglicht SMW den schrittweisen Einstieg in die Digitalisierung. „Die Automation ist auch im Retrofit möglich“, so Schneider. Beispiel dafür ist eine SMW-Lösung aus dem digitalen Werkstückanschlag e-sensing und der hybriden Drehzuführung HRU 1. Für letztere kombinierte SMW die Versorgung mit wahlweise Kühlmittel, Luft oder Öl mit der Energie- und Signalübertragung. Damit wird HRU 1 zum induktiven Koppelsystem, mit dem sich der digitale Werkstückanschlag in die Steuerung einbinden lässt; konventionelle Spannfutter werden somit automatisierbar.

Autorin: Petra Müller, Marketing, SMW-Autoblok

Text-/Bildquelle: SMW-Autoblok