Automatisch mehr Produktivität

Tempo, Tempo! Weil Pressenstraßen und Stufenumformsysteme mit neuen Servoantrieben noch leistungsfähiger werden, braucht es neue Lösungen im Bereich der Automation. Schuler, Strothmann, Dreher und die Presstec-Gruppe setzen daher auf innovative Lösungen

Datum: 01/05/2015 10:48am
Kategorien: Presscontrol, Automation
Automatisch mehr Produktivität

Kuka ist ausgestiegen. Lösungen zum Verketten von Pressenstraßen bieten die weltweit tätigen Roboterspezialisten aus Augsburg seit Ende 2014 nicht mehr selbst an. Das Thema sei zu komplex, die Aufgabenstellungen zu individuell, daher überlasse man dieses Geschäftsfeld künftig Spezialisten wie Strothmann, Schuler Automation, Dreher oder der Presstec-Gruppe.

Deutschlands Spezialisten für Automation in der Umformtechnik haben sich den aktuellen Entwicklungen moderner Pressenstraßen angepasst. Schnellere Antriebe und kürzere Rüstzeiten waren die beherrschenden Themen der jüngsten Euroblech. Kuka-Roboter als Komponenten – klar, die kann man auch weiterhin kaufen und für die Automation einer Pressenstraße einsetzen. „Entscheidend ist die Koordination der Roboter zwischen den einzelnen Pressen mittels einer übergeordneten Liniensteuerung“, sagt Geschäftsführer Karl Heinz Pfaff, der bei Presscontrol für die Technik verantwortlich ist. Für den bayrischen Automobilzulieferer Spanner haben Pfaff und seine Mannschaft erst kürzlich eine Pressenstraße modernisiert. Während die Kollegen von Presstec die Presse mechanisch überholt und diverse Verschleißteile ersetzt haben, widmete sich Presscontrol den Robotern und der Steuerung. Sieben Kuka-Roboter taten zwischen den Pressen ihren Dienst, für die Blechzuführung sorgte ein Platinenlader.

„Wir haben eine WinCC-Client-Server-Lösung mit acht Bedien-Clients geschaffen und die übergeordnete Liniensteuerung geschrieben“, erklärt Pfaff. Mit der dazugehörigen Visualisierungslösung ist die Presse für die Werker wesentlich besser zu bedienen als zuvor. Alle Werkzeugdaten sind hinterlegt, die Rüstzeiten haben sich verringert. Eine zentrale Störmeldungserfassung erleichtert die Fehlerdiagnose und hilft, Störungen leichter und vor allem schneller zu beheben. An bestimmten Parametern lässt sich zudem ablesen, ob einzelne Komponenten in der Zukunft ausgetauscht werden müssen.

Zudem haben die Experten von Presscontrol die Betriebssicherheit der Anlage verbessert: Ganz vorn stellt eine Doppelblechkontrolle sicher, dass die Saugersysteme nicht zwei Bleche auf einmal in die Produktionsprozesse schicken. „Die ganze Anlage kann jetzt mit drei bis vier Mitarbeitern betrieben werden“, sagt Karl Heinz Pfaff, der mit seinem Team aktuell an einem ganz ähnlichen Projekt für Daimler arbeitet. „Wir können kundenspezifische Steuerungstechnik umsetzen, haben mit der Entwicklung und dem Bau leistungsfähiger Coil-Anlagen wie zum Beispiel für BMW ganz gute Referenzen vorzuweisen, dennoch sehen wir uns natürlich aktuell noch stärker als Spezialist für den Bereich der Automatisierungs- und Antriebstechnik als nur im Bereich der Automation.“
Im Wettbewerb mit Schuler Automation, Strothmann oder gar Dreher sieht sich Pfaff nicht. „Ganz im Gegenteil: Die Presstec-Gruppe ist ja immer häufiger als Generalunternehmer für Stufenumformsysteme gefragt. Und in diesem Zusammenhang werden die unterschiedlichsten Automations-
lösungen zugekauft.“

Schuler beispielsweise hat mit der vierten Generation der Crossbar-Roboter unlängst ein neues Level erreicht: Die mechanischen Helfer kommen zum Einsatz, wenn Teile innerhalb einer Pressenlinie von einer Stufe zur nächsten transportiert werden sollen: Sie entnehmen dem Werkzeug bis zu vier Teile gleichzeitig, positionieren sie gegebenenfalls neu und legen sie auf direktem Weg in das folgende Werkzeug. Außer mit seinem futuristischen Design überzeugt die Neuentwicklung vor allem mit der Ausbringungsleistung: „Bis zu 15 Teile pro Minute transportiert der Crossbar-Roboter 4.0 und ist damit so schnell wie nie“, verdeutlichte Schuler-Geschäftsführer Lothar Fischer bei der Vorstellung des neuen Systems. „Zusammen mit dem Crossbar-Feeder zur Automation von Servopressenlinien setzen wir damit neue Maßstäbe in Sachen Geschwindigkeit.“ Der einfach zu programmierende Crossbar-Roboter eignet sich ideal zur Automation von konventionellen mechanischen und hydraulischen Pressenlinien (auch als Be- und Entlader) sowie zur Nachrüstung bestehender Anlagen.

Einen regelrechten Geschwindigkeitsschub brachten dem Crossbar-Roboter ein modifizierter Fahrantrieb mit zwei Motoren und eine neue Übersetzung – sowie eine drastische Gewichtsreduzierung: Auch weil der künstliche Arm nur noch die Hälfte auf die Waage bringt, ist er um 20 Prozent dynamischer geworden. Die maximale Traglast inklusive Tooling ist dennoch bei 90 Kilogramm geblieben. Dank eines neuen Energiemanagements mit integrierter Energierückgewinnung steigt die Energieeffizienz ebenfalls um 20 Prozent. Der Crossbar-Roboter basiert auf einem sechsachsigen Industrie-Roboter, den die Schuler-Ingenieure um zwei weitere Achsen ergänzt haben. Sie bilden die Hand des Roboter-Arms und den horizontalen Antrieb, wodurch sich Bewegungsspielraum, Flexibilität und Ausbringung erhöhen. Durch seine Prozessdaten-Schnittstelle ist der neue Crossbar-Roboter auf Anforderungen unter der Überschrift Industrie 4.0 vorbereitet. Dank seiner intelligenten Vernetzung wird er zum Analysetool, das den Prozess überwacht und auftauchende Fehler rückmeldet.

Auch die Strothmann Machines & Handling GmbH trimmt ihre Automationslösungen auf Geschwindigkeit. Im Rahmen der Euroblech hat Strothmann für den Teiletransport zwischen den Pressen einer Pressenstraße den FeederPlus vorgestellt. Der Linearroboter kann Drehbewegungen in der U-Achse, also der Orientierachse des Rotationsarms, ausführen. Er vereint damit die Vorteile von Linear- und Knickarmroboter ohne eine zusätzliche Orientierstation. Damit arbeitet das System nicht nur schneller – auch der Abstand zwischen den Pressen kann verringert werden, weil die Orientierungsstation entfällt. Eine technische Neuerung hat auch die GPA Jakob Automation aus Karlsruhe mit ihrem Greiferschienentransfer vorgestellt. Bisher war es üblich, beim Umrüsten die Greiferschienen gegen vorgerüstete Schienen auszutauschen. Mit automatischen Greiferschienenkupplungen wird der Austausch einzelner Greifer nun auch bei Pressen mit Tischgrößen von bis zu drei Metern wirtschaftlich. Die Greiferschienenkupplungen lassen sich mit allen gängigen Profilen verbinden. Pneumatisch betätigt, schließen sie selbst Spalte von fünf Millimetern zwischen Aktiv- und Passivteil selbsttätig.

„In Pressen lässt sich der technische Fortschritt durch Servoantriebe nur nutzen, wenn die Automationskomponenten mitkommen“, sagt Karl Heinz Pfaff von Presscontrol. Schnelle und beschleunigungsstarke Vorschübe seien deshalb gefragt: Schuler hat für diese Anforderungen mit dem Power-Feed einen Walzenvorschub entwickelt, der mit Servo-Direktantrieb und Planetengetriebe für mehr Dynamik und Systemgenauigkeit sorgt. Schuler verspricht eine Systemgenauigkeit von ± 0,05 Millimetern und Beschleunigungen von bis zu 50 Metern pro Sekunde. Den Power-Feed gibt es für bewegbare Massen bis 100, 180 oder 300 Kilogramm.

Um Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit geht es auch bei Platinenschnittanlagen. Dreher Automation hat in diesem Bereich für einen deutschen Automobilhersteller neue Maßstäbe gesetzt. Die Platinenschnittanlage, die Dreher als Gesamtprojekt organisierte, besteht aus Bandanlage, Servopresse, Stapel­anlage mit zwei Stapelplätzen sowie Schallschutz und dient der Herstellung komplexer Strukturteile aus Stahl. Zu einer reibungslosen Produktion tragen kurze Wechselzeiten bei: sieben Minuten für den Coil, 17 Minuten fürs Werkzeug. Diese Werte hat Dreher durch einen automatischen Coilwechsel und die Einstellung der Stapelmasken erreicht. Die Servopresse ist in das Gesamtkonzept integriert und auf eine maximale Hubzahl von 100 Teilen pro Minute im konventionellen Pressenablauf ausgelegt.

Strothmann Machines & Handling hat seinen bisher größten Einzelauftrag zur Pressenautomatisierung dagegen aus dem chinesischen Markt erhalten. Die Auftragssumme beträgt rund fünf Millionen Euro. Für eine Tandempressenlinie der Shanghai Superior Die Technology Co. Ltd. liefert Strothmann das gesamte Teile-Handling bestehend aus einem vollautomatisch rüstbaren Platinenlader, dem neuen High-Speed-Transfer (HST) auf Basis von Servo-Lineartechnik und einer Fertigteilentnahme am Ende der Pressenstraße. Der HST ist eine Weiterentwicklung von Strothmanns Compact-Transfer, der für Pressen-Retrofits entwickelt wurde.

Bei einem Pressen-Mittenabstand von sechs Metern sind bis zu fünfzehn Hübe pro Minute möglich. Die theoretische Maximalbeschleunigung beträgt in der Horizontalachse 25 Meter pro Sekunde und in der Vertikalachse 15 Meter pro Sekunde. Das System ist für Platinengrößen von 4100 auf 2100 Millimeter und eine Traglast von 120 Kilogramm (Platine und Tooling) ausgelegt. Der HST wird in Durchlaufrichtung an die Pressenständer geschraubt. Er ist kompakt und leicht zugänglich – sämtliche Baugruppen werden oberhalb des Flurs montiert, weder Ausgleichsbehälter noch Versorgungsleitungen müssen in den Pressenkeller gelegt werden. Das verkürzt den Zeitaufwand für Wartungsarbeiten erheblich. Der gewonnene Platz wurde von den Strothmann-Ingenieuren genutzt, um die Toolings mittels Tooling-Carts während des Werkzeugwechsels automatisiert in die Übergabeposition zu fahren.

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