60 000 Platinen am Tag

Moderne Platinenschneid- und Stapelanlage erfüllt die Wünsche der Automobil- und Haushaltsgeräteindustrie

Tausende Platinen werden in Preßwerken der Automobilindustrie täglich im Drei- Schicht-Betrieb zu Karosserieaußenhautteilen verarbeitet. Die Blechzuschnitte werden in der Regel im Preßwerk auf einer Platinenschneid- und Stapelanlage hergestellt. Dort wird das Bandmaterial vom Coil abgewickelt, gerichtet, geschnitten und gestapelt. Bis zu 60.000 Platinen am Tag produziert eine Platinenschneid- und Stapelanlage, die kürzlich an ein asiatisches Automobilwerk ausgeliefert wurde.

11. Dezember 2001

Die Kohler Maschinenbau GmbH in Friesenheim gehört zu den führenden Herstellern von Richtmaschinen sowie Band- und Schneidanlagen. Die jetzt ausgelieferte Anlage wurde von der Abwickelhaspel bis zur Magnetband-Stapelanlage und Steuerung von der Firma Kohler geplant und produziert. Durch die optimale Abstimmung und Verkettung der einzelnen Komponenten konnte ein Maximum an Produktivität und Betriebssicherheit erzielt werden. Mit innovativer Technik brachte es Kohler fertig, Flexibilität in der Platinenform und -größe sowie die Erfüllung höchster Anforderungen an die Maßgenauigkeit und Oberflächengüte der Platine zu erreichen. So kommt neben der neu entwickelten Schwenkschere auch die Kohler-spezifische Start-Stop- Stapeltechnik zum Einsatz.

Die 37 m lange Platinenschneidanlage besteht aus den folgenden Komponenten: 25-t- Abwickelhaspel, 2 x 2-Walzen-Bandabzug, Schopfschere, Präzisionsrichtmaschine mit 13 Richtwalzen, Bandübergabe, zentral/dezentral anstellbare Bandseitenführung mit Schweißnahterkennung, NC-Walzenvorschub, Hochleistungsschwenkschere und Magnetband- Stapelanlage. Ausgelegt ist die Anlage für die Verarbeitung von Bandmaterial mit einer Dicke von 0,5 mm bis 2 mm und einer Breite von bis zu 1.830 mm. Die Platinenabmessungen reichen von 380 x 100 mm bis zu 1.830 x 3.000 mm.

Das Beladen der Einseitenhaspel geschieht nach dem Aufsetzen des Coils auf den Coilladewagen automatisch. Sensorgesteuert wird das Coil auf der Höhe des Haspeldorns positioniert und aufgeschoben. Mittels Zahnstangenspreizung wird das Coil auf dem Dorn fixiert. Eine Nachspannautomatik sorgt für konstanten Anpreßdruck, wenn die Coilspannung mit abnehmender Coildicke nachläßt.

Wicklungen abgearbeitet und geschopft

In der ersten Stufe der Coilverarbeitung werden die obersten Coilwicklungen abgearbeitet und geschopft, da diese Lagen oft verschmutzt und beschädigt sind. Über eine schwenkbare Bandeinführhilfe wird das Material in einen Bandabzug eingeführt, der mit dem ersten Walzenpaar des 2 x 2-Abzugs das Material der Schopfschere zuführt. Dort werden die ersten Wicklungen geschopft und fallen in einen Schrottkübel. Nach dem Schopfen werden die Walzen des ersten Walzenpaares außer Betrieb genommen und das zweite Walzenpaar übernimmt den weiteren Transport des Materials. So wird vermieden, daß sich Verschmutzungen des ersten Walzenpaares auf das saubere Bandmaterial übertragen.

Über einen Bürstentisch wird das Material kratzfrei zur Präzisionsrichtmaschine transportiert. Die Richtmaschine wurde an die besonderen Anforderungen angepaßt. Anstatt der üblichen 9-Walzen-Maschinen werden 13 Richtwalzen eingesetzt, um die geforderten Plangenauigkeiten zu erreichen.

Eine notwendige Maßnahme zur Schonung der Bandoberfläche ist der Einsatz von Zwischenwalzen. Sie verhindern, daß durch die hohe Flächenpressung zwischen Richtwalzen und Stützrollen Markierungen (Schatten) auf der Bandoberfläche erzeugt werden. Überdies reinigen sie die Richtwalzen durch ihre spiralförmige Nutung.

Nach der Richtmaschine wird das Material via Bandschlaufe mittels Walzenvorschub über einen Bürstentisch mit Bandseitenführung in die Schere gefördert. Mit der neuentwickelten Schwenkschere können Parallelogramme, symmetrische und asymmetrische Trapeze, Rauten oder bogenförmige Platinenzuschnitte mit höchsten Hubzahlen gefertigt werden.

Hohe Schnittleistung und flexible Platinengeometrie Um die geforderte Schnittleistung von bis zu 45 Hüben/min bei einem Schwenkwinkel von ±30° oder 120 Hüben/min bei Geradschnitten zu erreichen, wurde der Scherenhub durch Verwendung eines Dachschnittes minimiert. Die Steuerung berechnet mit den Parametern Materialbreite und -dicke den Hub des Scherenstößels. Maximale Flexibilität in der Platinengeometrie wird durch frei programmierbare Schwenkwinkel erreicht. Zwei Schwenkwinkel pro Platine können mit einer Genauigkeit von ±5 min durch die Steuerung vorgegeben werden. Darüber hinaus können in den Werkzeugträger Messer mit gerader oder bogenförmiger Schnittkante eingebaut werden. Jedes Messer ist mit mindestens zwei Schnittkanten ausgerüstet, so daß lange Standzeiten gewährleistet sind.

Vor der Weiterverarbeitung werden die fertigen Platinen gestapelt und zwischengelagert. Hier hat die Firma Kohler mit der Entwicklung eines Start-Stop-Magnetbandstaplers ein kantenschonendes Stapelverfahren entwikkelt, das sich schon in mehreren Anlagen bewährt hat. Beim konventionellen Stapelverfahren, das im kontinuierlichen Betrieb mit 60 bis 100 m/min einen Parabelabwurf der Platine vornimmt, sind Kantenverformungen nahezu unvermeidlich. Sie entstehen durch den Aufprall der Platine auf das Anschlag- und Dämpfungssystem. Im Gegensatz dazu arbeitet die Kohler-Stapelvariante im Start-Stop- Betrieb. Der Platinenabwurf erfolgt bei Stillstand des Transportbandes, so daß die Bewegungsenergie der Platine im Augenblick des Abwurfs gleich null ist. Eine Beschädigung der Kanten ist somit ausgeschlossen. Zusätzlich ist beim Start- Stop-Verfahren die Ausbringung bei größeren Platinen höher. Beim kontinuierlichen Stapeln limitiert das Anschlag- und Dämpfungssystem die Transportgeschwindigkeit der Platinen uns damit den Produktionsaustoß.

Mittels einer Teleskopiereinrichtung, die mit Permanent- und Kompensationsmagneten ausgerüstet ist, werden die Platinen nach der Schere übernommen und mittels „Pusher“ vertikal an die Stapelbänder übergeben. Während des Transports der Platinen zum Stapelnest wird über einen Sensor der Abwurfvorgang jeder einzelnen Platine zeitlich gesteuert, um die Abwurfposition mit einer Genauigkeit von 0,5 mm anzusteuern.

Nach dem Abwurf verhindern Leitbleche Abweichungen von der idealen Stapelposition. Durch Einsatz von Horizontalpushern an den Leitblechen sind sogar Stapelqualitäten von 0,1 mm bei einer Stapelhöhe von 500 mm erreichbar.

Die Palette zur Aufnahme der Formplatinen befindet sich auf einem verfahrbaren Scherenhubtisch. Die Anlage wird mit vier Scherenhubtischen ausgerüstet, die einen Palettenwechsel bei laufender Maschine ermöglichen.

Das Restband, das nicht mehr zu Platinen verarbeitet werden kann, wird durch die Anlage transportiert und fällt am Ende des Staplers über eine Schrottweiche in einen Abfallbehälter. In gleicher Weise werden Platinen mit Schweißnähten aus dem Prozeß ausgeschleust.

Steuerungskonzept minimiert Nebenzeiten Für den automatischen Umrüstvorgang, an dem 36 Umrüst- und neun NC-Achsen beteiligt sind, können je nach Anforderung bis zu 500 Datensätze für unterschiedliche Zuschnitte in der Anlagenvisualisierung hinterlegt werden. Die Umrüstung der gesamten Anlage von der größten zur kleinsten Platine ist innerhalb von nur fünf Minuten möglich.

Die dadurch gewonnene Flexibilität in der Fertigung wird durch eine übergeordnete Siemens S7-Steuerung mit OP37-Terminal und eine Bus-Kopplung gewährleistet. Überdies ist die Anlage mit einer Fernwartung ausgerüstet, so daß die Kohler-Techniker vom Werk aus jederzeit in die Steuerung der Anlage eingreifen können.

Erschienen in Ausgabe: 09/1999