Servo-Bearbeitungszentrum

Ohne Rüstzeiten

Mit einer neuen Anlage will Schmale Maschinenbau neue Möglichkeiten servoelektrisch angetriebener Bearbeitungszentren aufzeigen. Waren neben der Energieeffizienz bislang vor allem große Losgrößen und eine hohe Taktleistung wesentliche Kriterien in der Entwicklungsarbeit, wurde hier eine Maschine für kleine Stückzahlen, aber mit größtmöglicher Flexibilität und ohne Rüstzeiten konstruiert. Highlight des jüngsten Projekts ist ein Achtfach-Werkzeugwechsler an einer 40-Tonnen-Servopresse.

Neues Spektrum für die Servotechnik: Die neue Schmale-Anlage fertigt kleine Losgrößen mit größtmöglicher Flexibilität - ohne Rüstwechsel.

Die für den führenden Sonnenschutz-Hersteller Warema entwickelte Maschine musste besonderen Herausforderungen gerecht werden: Die Anlage sollte so flexibel ausgelegt sein, dass sie komplexe Stahlbügel aus unterschiedlichen Bandmaterialquerschnitten von der Stückzahl eins bis zu einer beliebigen Losgröße fertigen und dabei viele kleinere Aufträge je Querschnitt ohne Rüstwechsel nacheinander abarbeiten kann. Von dem Ergebnis zeigt sich der Kunde begeistert: "Die Firma Schmale hat uns eine besonders leistungsfähige Produktionsanlage geliefert, die unseren Anforderungen an Flexibilität, Schnelligkeit und Wirtschaftlichkeit nicht nur gerecht wird, sondern sie sogar übertroffen hat", teilt Warema-Produktionsleiter Stefan Vandeven mit.

Auf Flexibilität ausgelegte Anlagenmodule

Schon der Doppel-Bandhaspel für die Materialzufuhr ist auf Flexibilität ausgelegt. Während das sich aktuell im laufenden Fertigungsprozess befindliche Stahlband abgerollt wird, kann der Bediener das nächste Coil aufrüsten, was wechselbedingte Stillstände vermeidet. Zweite Station nach dem Haspel ist ein Horizontal- und Vertikal-Richtwerk, durch das das Band vom folgenden servoelektrischen Rolleneinzug zu einer 40-Tonnen-Presse geleitet wird. Das Aggregat stanzt daraufhin Löcher und Langlöcher in das Materialband. Die Werkzeuge für die jeweilige Stanzkontur führt ein Achtfach-Werkzeugwechsler automatisch zu. Die Positionen der Stanzarbeiten erreicht der Rolleneinzug durch Vor- und Rückwärtsfahren.

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Ideal aufeinander abgestimmte Servo-Aggregate

Es schließt sich eine Station mit drei Gewindeformern (M5, M6 und M8) an, die Gewinde an einer beliebigen Stelle des Bandes einbringt. Danach wird das Material durch eine 10-Tonnen-Abschnittpresse in eine Drehbiegeeinheit gezogen, die unterschiedliche Biegungen herstellen kann. Nach Abschluss der Biegevorgänge trennt der Abschnitt das an die entsprechende Position zurückgefahrene Stahlband ab. Der fertige Artikel fällt auf ein Förderband, wird zu einer Ausschleusstation weitertransportiert und dort in bereitgestellte Boxen sortiert. Bis auf den Haspel sind alle Aggregate servoelektrisch angetrieben. "Nur so ist die völlig automatische Übertragung der Daten an die einzelnen Stationen möglich", betont Goseberg, "von den Positionierinformationen über die zu verwendenden Werkzeuge, die Art der Biegungen, die Art der Gewinde und bis zur Abschnittsposition."

Achtfach-Werkzeugwechsler als Highlight

"Eine Presse mit Achtfach-Werkzeugwechsler zu bauen, war für uns Neuland. Mir ist auch nicht bekannt, dass es so etwas überhaupt schon gibt, zumindest nicht in einer Anlage mit solchen Fertigungsfolgen", berichtet der Schmale-Service- und Vertriebsleiter. Allein die technischen Details des Werkzeugwechslers sind erstaunlich: Selbst der Wechsel vom ersten zum letzten der acht Werkzeuge dauert nur 600 Millisekunden, obwohl ein Positionierweg von knapp einem Meter gefahren wird. "Die Abläufe sind sehr schnell und dynamisch, obwohl große Massen bewegt werden", ergänzt Goseberg. Doch damit nicht genug: Jedes Ober- und Unterwerkzeug ist mit einem RFID-Chip ausgestattet, ein Fehleinbau damit ausgeschlossen. Durch die Registrierung weiß der Wechsler immer, welches Werkzeug sich in welcher Position befin-det. Daten werden dabei nicht nur ausgelesen, sondern auch auf die RFID-Chips geschrieben, wie die tatsächlich gefahrenen Arbeitsschübe der jeweiligen Werkzeuge. Informationen über Standzeiten, etwa für den vorbeugenden Werkzeugtausch nach bestimmten Zyklen, stehen auf diese Weise jederzeit und sofort zur Verfügung.

Fertigungsleitrechner statt Maschinenbediener

Gesteuert wird die neue Schmale-Anlage von einem Fertigungsleitrechner, nicht durch einen Bediener an der Maschine. Die eigentlichen Programme sowie die herzustellenden Artikel und Losgrößen speist der Rechner ein. Für den Bediener heißt dies, dass er sich deutlich weniger am eigentlichen Produktionsprozess beteiligen muss. Seine Aufgaben liegen nun vielmehr darin, die Maschine mit Material zu versorgen und die gefertigten Teile nach dem Ausschleusen zu verpacken oder zu verarbeiten.

Weitere Vorteile durch Energieeffizienz und Ölverzicht

"Bei diesem Projekt haben wir die bekannten Vorteile servoelektrisch angetriebener Anlagen wieder voll ausgespielt", erklärt Goseberg abschließend. Dies zeige sich nicht nur in der hohen Dynamik, den entfallenen Rüstwechseln und der großen Flexibilität, sondern eben auch in der hohen Energieeffizienz. Der Verbrauch liegt etwa bei einem Drittel vergleichbarer hydraulischer Anlagen. Zusätzliche Einsparungen ermöglicht der Verzicht auf Hydraulik durch das Entfallen der nicht unerheblichen Kostenfaktoren der Anschaffung, Wartung und Entsorgung von Hydrauliköl und Schläuchen.

Der Anwender

Warema ist einer der bedeutendsten Akteure der Sonnenschutzbranche. Seit über 50 Jahren gestaltet die Firmengruppe den Sonnenschutzmarkt aktiv mit. Als Komplettanbieter vereint das Unternehmen Know-how im Bereich technischer Sonnenschutz, Steuerungssysteme und Kunststofftechnik und bietet Lösungen aus einer Hand an. Gruppenweit beschäftigt Warema 3.400 Mitarbeiter und erzielte 2012 einen Umsatz von über 372 Millionen Euro.

Der Anbieter

Die Schmale Maschinenbau GmbH legt das Hauptaugenmerk auf eine technologieorientierte Anlagenplanung. "Wir sehen uns als Ingenieurbüro mit angegliedertem Maschinenbau. Daher gibt es bei uns auch keine Lösung von der Stange", sagt Geschäftsführer Daniel Schmale. Maßstäbe gesetzt hat sein Unternehmen unter anderem mit der konsequenten Entwicklung und Integration der Servotechnik in den Steuerungsbau. Für jedes individuelle Fertigungsproblem schnürt das Unternehmen ein passgenaues Paket von Technologien. Diese bilden stets den Ausgangspunkt der Planung der Produktionsanlagen für Draht, Rohr und Band - und keine Serienmaschine aus dem Portfolio. Jede der Fertigungstechnologien kann nach dem Baukasten-Prinzip mit anderen kombiniert werden und ist nicht an ein bestehendes Maschinenkonzept gebunden. kf kf

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