WH FLEX

Automation und Digitalisierung sind zwei Seiten der gleichen Medaille. Das zeigt keine DMG MORI Innovation deutlicher als das neue WH Flex-Konzept mit maximaler Flexibilität und skalierbarer Performance für das automatisierte Handling von Werkstücken und Paletten.

„Egal, was unsere Kunden machen wollen – wir machen mit!“ Mit diesem saloppen Statement bringt Markus Rehm, Geschäftsführer sowohl der DECKEL MAHO Seebach GmbH als auch beim Joint Venture DMG MORI HEITEC GmbH, den einzigartigen Charakter des neuen WH Flex-Konzeptes auf den Punkt. Einzige Einschränkung: Bei neun Maschinen bzw. Geräten im System und Werkstück- bzw. Paletten-Gesamtgewichten über 500 kg erreicht die Skalierbarkeit ihre Grenze. Angesichts der Zielgruppe kleiner und mittlerer Unternehmen des Metall verarbeitenden Gewerbes ist das jedoch ein allzu vernachlässigbares Manko.

Ansonsten bietet die WH Flex innerhalb ihres Aktionsgebietes tatsächlich eine „modulare Flexibilität ohne Limits für das automatisierte 
Werkstück- und Paletten-Handling“, wie Kai Lenfert, ebenfalls Geschäftsführung der DMG MORI HEITEC, stolz verkündet.

Automatisiert drehen bis 6-Seiten und fräsen bis 5-Achsen simultan? Entgraten, waschen, trocknen, kontrollieren? Werkstücke und Paletten im Mixbetrieb? Alles kein Problem. Lediglich die Rohteile bzw. Paletten gilt es, den Greiferstationen „mundgerecht“ bereitzustellen. Den weiteren Prozess zum Fertigteil erledigt dann das WH Flex-System.

Automationskonzept mit überzeugender Performance

Als repräsentatives Umsetzungsbeispiel integriert das EMO-Exponat ein DMP 70 Vertikalzentrum und ein 5-Achs-Zentrum des Modells DMU 40 eVo zu einem hochflexiblen Fertigungssystem für die automatisierte Komplettbearbeitung von Werkstücken und Paletten im variablen Mixbetrieb.

Grundlage des WH Flex-Konzeptes ist ein umfassender Baukasten mit einer Vielzahl von Standardoptionen. Zum Portfolio gehören hier verschiedene Speichersysteme wie Regale, Paternoster oder Palettenbahnhöfe.

Diese können ihrerseits mit unterschiedlichen Greifer- und Greifer- Wechselsystemen sowie weiteren Optionen wie der SPC-Ausschleusung oder Ausricht-, Wende- und Reinigungsstationen kombiniert werden. Die Möglichkeit zur Einbindung diverser Applikationen, etwa zur Laserbeschriftung oder für Mess- und Prüfaufgaben, unterstreicht den kundenorientierten Lösungsansatz.

„Einzigartiges Lösungsangebot“

Aber nicht allein das Baukastenkonzept mache die WH Flex zu einem „einzigartigen Lösungsangebot“, wie Markus Rehm als Geschäftsführer der DECKEL MAHO Seebach GmbH und der DMG MORI HEITEC GmbH betont: „Außerdem liefern wir als Turnkey-Partner aus einer Hand sowohl die Hightech-Maschinen mitsamt Automatisierungstechnik als auch alle kundenindividuellen Sonderausstattungen und Komponenten. Dazu gehören Steuerungen, Vorrichtungen, das Tooling und die NC-Programme – bis hin zur integrierten Automation und digitalen Konnektivität.“ Und auch Service, Wartung und Ersatzteile kämen natürlich aus einer Hand. Über den End-to-End-Ansatz hinaus würden drei weitere Faktoren zum einzigartigen Gesamtbild ihren Beitrag leisten, so Markus Rehm. „Erstens der digitale Zwilling, zweitens die Vernetzung in horizontaler und vertikaler Ebene sowie drittens der hauseigene CELL CONTROLLER, der nicht nur intuitiv zu bedienen ist, sondern auch herausragende Features für die flexible Produktion bietet.“

DIGITAL TWIN – DMG MORI HEITEC

So werde das gesamte WH Flex-System über eine intuitive Benutzeroberfläche und ein intelligentes Jobmanagement geplant, gesteuert und überwacht. „Besondere Kenntnisse und Ausbildungen sind für die Bedienung folglich nicht notwendig“, so Rehm.

Exemplarisch nennt er Features wie die Rasterprogrammierung für das einfache Teachen und Einrichten neuer Bauteile oder das Jobmanagement für das Anlegen kurzfristiger Aufträge.

Modulares Konzept für bis zu 9 Maschinen

„Neben den soften Features beeindruckt dann vor allem die imposante Bandbreite der Möglichkeiten, indem wir das Werkstück- und Palettenhandling für bis zu 9 Maschinen über das modulare WH Flex-System bedienen können“, ergänzt Kai Lenfert, ebenfalls Geschäftsführer der DMG MORI HEITEC.

Als weitere Besonderheit verweist er sogleich auf den integrierten Greiferwechsel. Dadurch lassen sich mit dem WH Flex-System sowohl Werkstücke als auch Paletten im produktiven Zusammenspiel handhaben. Als Handlinggerät fungiert in diesem Fall ein KUKA Roboter. Kai Lenfert ist überzeugt: „Gerade für unsere kleinen und mittleren Kunden schaffe nwir mit dem WH Flex-Baukasten eine zukunftsweisende Option zum Einstieg in die flexible Automation. Zu mal alle Maschinen innerhalb des Systems ihre volle Zugänglichkeit zum Arbeitsraum behalten und der Kunde auch mit dem System wachsen kann.“

Konsistente Virtualisierung vom Entwurf bis zur Applikation

Auch Markus Rehm zeigt sich optimistisch und knüpft seine hohen Erwartungen auch an den DMG MORI Digital Twin: „Mit Hilfe des digitalen Zwillings – einem kybernetischen Abbild des realen Systems – kann die Anlage bereits vor der Installation virtuell in Betrieb genommen werden – inklusive der Echtzeitsimulation aller Prozesse und Abläufe. Das reduziert nachhaltig die Kosten des Engineerings, steigert umfassend die Qualität des Systems und spart bis zu 80 % der ansonsten für die Inbetriebnahme nötigen Zeit.“

Zudem erhalte der Anwender die Option, neue Werkstücke bzw. Paletten-Aufträge zukünftig parallel zur laufenden Produktion virtuell einzurüsten und zu verproben, ergänzt Kai Lenfert. Gerade bei kleineren und mittleren Unternehmen könnte dieser Zusatznutzen wesentlich zur Absicherung der Investitionsentscheidung beitragen.

Erstmals erwähnt wurde die Technologie der „Digital Twins“ 2002 an der University of Michigan. 17 Jahre später gelten digitale Avatare als große Hoffnungsträger der industriellen Zukunft. Bei DECKEL MAHO Pfronten steht das Thema ebenfalls weit oben auf der Agenda – vor allem im Bereich der Produktentwicklung und speziell bei der DMU 340 Gantry.

Auf dem Weg zum „Digital Twin“ gilt es zunächst, ein dynamisches Modell der Maschine zu erstellen und alle substanziellen Komponenten sowie alle dynamisch sensiblen konstruktiven Bereiche der virtuellen Maschine mit Sensorik auszustatten. Erst im Zusammenspiel mit der gleichfalls virtualisierten PLC und CNC entsteht so ein funktionales Ebenbild, das alle relevanten Eigenschaften seines realen Konterparts widerspiegelt.

Dadurch lässt sich nun das Verhalten des „Digital Twins“ in allen Details und während unterschiedlichster Belastungssituationen simulieren, analysieren und auswerten. Die Rückführung der künstlichen Erkenntnisse in die reale Umsetzung erfolgt dann „in the Loop“ bis zum Optimum. „Nur aus einem solchen iterativen Verbesserungsprozess kann aus neuen Erkenntnissen letztlich werthaltiges Wissen entstehen“, unterstreicht Alfred Geißler.

Wissen, das sich mit der DMU 340 in Stahl und Eisen, und eben auch in Bits und Bytes, eindrucksvoll manifestiert – real und virtuell.

In the Loop zur praktischen Reifeprüfung

Allerdings wirke der digitale Zwilling weiter als „nur“ bis zum Zeit- und Qualitätsgewinn in der eigenen Produktentwicklung, wie Alfred Geißler unterstreicht. So werde mit jeder Simulation unterschiedlichster Szenarien und Anforderungsprofile und jedem angewandten Wissensgewinn auch das „Gedächtnis“ des digitalen Zwillings ausgebildet.

Sukzessive soll dieser Anlernprozess dazu führen, dass der „Digital Twin“ aus der eigenen Erfahrung heraus Anomalien erkennt und so immer konkretere Hinweise zur kontinuierlichen Verbesserung geben kann.

Evolution zum „Digital Process Twin“

„Im evolutionären Wechselspiel wächst aus dem Digital Machine Twin schließlich ein Digital Process Twin“, beschreibt Alfred Geißler und erklärt: „Der Prozess-Zwilling schlägt die Brücke von der Produktentwicklung zum qualifizierten Kundenmehrwert.“

In diesem Kontext verweist Alfred Geißler zunächst auf die Effekte im Bereich der gemeinsamen Applikationsentwicklung, die insbesondere (aber nicht nur) in der komplexen 5-Achs Bearbeitung fast schon zum Standardprozedere in Pfronten gehört.

So wird man in Pfronten dank des „Digital Process Twins“ zukünftig in der Lage sein, neue Maschinen bis hinab auf Werkstückebene schon vor der Auslieferung für die Kundenanwendung virtuell bis ins kleinste Detail abzustimmen. „Nach den Erfahrungen mit der virtuell gespiegelten DMU 340 sind wir fest überzeugt, dass sich dadurch die Zeit für die Inbetriebnahme beim Kunden und das Anfahren seiner Produktion dramatisch verkürzen lässt“, so Alfred Geißler.

Im Spiegelbild des Zwillings zur digitalen Fabrik

Darüber hinaus verweist er auf die klare DMG MORI Roadmap des weiteren Vorgehens. Mit offenkundig faszinierenden Mehrwerten – bis hin zu neuen Geschäftsmodellen. „So soll es den Kunden bald möglich sein, neue Werkstücke allein aus dem CAD-Datensatz heraus ganzheitlich zu bewerten“, beginnt Geißler seine Zukunftsaussichten.

Damit könnten Kunden im Spiegelbild des Zwillings CNC-Programme virtuell generieren und simulieren, Spannsituationen untersuchen, Werkzeuge testen, Zeitstudien erstellen und (quasi im digitalen Handumdrehen) verlässliche Angebote abgeben. „Im Zusammenspiel mit ERP- bzw. MESSystem sogar On Demand mit fixem Liefertermin“, unterstreicht Alfred Geißler.

Damit wiederum öffnet sich den Kunden gleichfalls die neue Welt der „On Demand“- und „As a Service“-Economy. Aber auch für das DMG MORI Geschäft sieht Alfred Geißler große Chancen – insbesondere im Service und hier speziell im Bereich der vorausschauenden Wartung. „Denn wer die Zukunft simulieren kann, der wird immer wissen, was in der Gegenwart zu tun ist“, so sein abschließendes Fazit.