Aztalan Engineering: Pionier der Automation im Werkzeugmaschinenbetrieb

Automation als etablierte Praxis

Maschinenautomation ist bei Aztalan Engineering (Lake Mills, Wisconsin) keine neue Idee. Als Lohnfertiger ist der Einsatz von Robotern zum Be-/Entladen etablierte Praxis. In den 90ern übernahm man Produktion eines Komponentensatzes von einem anderen Shop, kaufte und installierte die beiden Roboter-beladenen CNC-Drehmaschinen, die der Vorbesitzer nutzte. Die Zelle liefert bis heute hohe Produktivität.

Doch der Erfolg mit diesen Robotern hieß nicht, dass die dritte Drehmaschine in dieser Zelle automatisch einen Roboter bekam. Als steigende Nachfrage einen zusätzlichen Prozess mit einer weiteren Drehmaschine rechtfertigte, beobachtete Aztalan genau, ob manuelles Beladen dieser Maschine ausreicht. Eine Zeit lang ja. Als weitere Nachfragesteigerung prognostiziert wurde, war klar: Neuer Roboter für die neue Maschine nötig. Also wurde ein FANUC M10iA Roboter zur Okuma LB 2000 hinzugefügt. Die Zelle umfasst nun Roboter & Drehmaschinen, die im Alter fast 20 Jahre auseinanderliegen.

Vielfalt der Automation im Lohnfertigungs-Umfeld

Aztalans Automationseinsatz ist lehrreich: Er zeigt die Bandbreite sinnvoller Automation in Contract Manufacturing. Noch signifikanter: Er illustriert, warum man sich nicht von der Herausforderung abschrecken lassen sollte, Automation anzunehmen. Aztalan wächst rasant, Kapazitätserhöhung durch Automation ist oft der beste Weg, Produktionsanforderungen zu erfüllen. Doch Automationstechnologien stoßen bei der Rechtfertigung auf zusätzliche Hürden. Kirk Kussman (Vertriebs-/Marketingdirektor): „Es ist immer schwer, eine Maschine zu kaufen, die nicht direkt Span macht.“

Erschwerend: Vielfalt der Automationsmöglichkeiten. Erfolg mit einer Art beweist nicht den Wert anderer. Beispiel: Erfolg mit Roboter-Drehmaschinen zeigte nicht den besten Weg für ein bestimmtes Verteilerbauteil. Lösung war kein Roboter, sondern Fastems Flexibles Palettensystem mit Horizontalbearbeitungszentrum (HMC). Aztalan übernahm dies, nachdem Maschinenlieferant Morris Midwest den Fall machte, dass es einen kosteneffektiven Weg gibt, auch diese Teilenummer zu automatisieren.

Bewusstsein schaffen

Teil des rasanten Wachstums: bewusste Entscheidung vor ~4 Jahren, Vertrieb/Marketing zur Volumensteigerung zu starten. Damals geringe Markenbekanntheit, heute breiter anerkannt – besonders von Medizintechnikherstellern (größter Geschäftsanteil). Heute routinemäßig bei großen RFQs dabei. Vertrauen von Design-Engineering-Firmen gewonnen → Einbindung in Neuproduktentwicklung via Fertigbarkeitsberatung.

Reaktion: Expansion (CEO Jim Braid entwarf Erweiterungsbau, verdoppelte Produktionsfläche vor 2 Jahren), Personalaufstockung, Automation zur Wertsteigerung der Mitarbeiter.

Okuma Gantry-beladener LFS Zweispindel-Drehautomat

Ein weiteres Automation-Beispiel. Aztalan ist Contract Shop (Langzeitvereinbarungen), muss aber wie Jobshop auf flüssige Stückzahlen/Liefertermine reagieren. LFS-Maschine (zwei vorwärts gerichtete Drehspindeln) wertvoll für Hochvolumen-Autoteil. Überkopf-Gantry lädt/entlädt nicht nur, sondern übergibt Teil zwischen Spindeln für Seite A & B Bearbeitung → mehrere Teile simultan in Bearbeitung. Kürzlich zweite Teilenummer zugewiesen, Vorbereitung Futterbacken/Greifer für 4-Teile-Familie. Trotz hoher Produktivität: CNC-Maschine mit Flexibilität für schnelle Teilenummern-Wechsel.

Zeit füllen: Fastems Palettensystem an HMC

Ähnliches beim Horizontalbearbeitungszentrum (Okuma) mit Fastems Palettensystem. 10 Paletten, 5 für ein Teil (Verteiler aus Vollaluminium). Je Palette: Tombstone mit 8 Alu-Rohlingen (4 Seite A, 4 teilbearbeitet Seite B). Restliche Paletten für andere Teile während Pausen der Verteilerfertigung (~15.000/Jahr).

Ohne Automation: Einmann-Bedienung an HMC könnte Rüstzeit nahezu eliminieren (manuelles Beladen einer Palette während andere läuft). Fastems-System nutzt die sonst verlorene Zeit ohne Personal. 2×10-Stunden-Schichten = 20 h/Tag. Palettensystem: +4 h werktags, +6 h Wochenende = +26 h/Woche → >20 % Mehrleistung. Auch bei anwesendem Personal: Maschine läuft quasi unbeaufsichtigt. Bediener hat bis zu 6 h für andere Maschinen, bevor Ent-/Beladen nötig.

Schritt halten: Roboter-Drehzelle für Medikamenten-Dosiersystem

Roboter-beladene Drehmaschinen (jetzt mit Roboter an neuester Maschine) fertigen Komponenten für Drug-Delivery-System. Automation befreit Zellenbediener für kritische Prüfung: Maßtoleranzen exakt, Features inkl. Gesamtkonvexität/-konkavität ±5 µm.

Aztalan investierte in Messtechnik, um Prüfung mit automatisierter Bearbeitung Schritt zu halten. Tropel Formmesssystem (Corning) nutzt Lasermetrologie für Teilevermessung – Inspektionsniveau selten in Lohnfertigung.

Das zeigt nächste Automation-Herausforderung: Automatisierte Produktion so produktiv, dass vor- & nachgelagerte Prozesse mithalten müssen. Effizientes Messen erfüllt Tempo nach Bearbeitung. Exact JobBoss Software (nicht nur Kauf, sondern volle Nutzung) essenziell für Organisation vor Bearbeitung & effizientes Einrichten. Aktuelle Hauptforderung: CNC-Programmierkapazität ausbauen für weiter beschleunigten Workflow. Shopfloor-Programmierung Teil der Lösung – Talent vorhanden, nicht jeder Job braucht Engineering-Programmierung. CAM-Automation für Routine-Werkzeugpfade – aber nicht einfach: Programmierer wollen kritische Features hochwertiger Teile direkt überwachen. Vertrauen in CAM-Automation > Vertrauen in automatisches Werkstückladen. Maschinenautomation ist der einfachere Teil des Prozesses.