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Alles fließt

Alles fließt

Moderne Abkantpressen werden in Fließmontage produziert

Innovation entsteht nur in innovativen Strukturen: Davon ist man bei Trumpf Maschinen Austria überzeugt. Im Mai 1999 wurde ein neues Montagesystem in Betrieb genommen. Vier der sieben Maschinentypen der Trumabend-Abkantpressen werden seitdem in Fließmontage hergestellt. In den fertigen Pressen spiegelt sich die Produktivität der Strukturen wider.

16. März 2001

Um uns an den Bedürfnissen unserer Kunden noch stärker zu orientieren, entwickeln und produzieren wir heute effizienter und produktiver, erklärt Dipl.-Ing. Friedrich Kilian, Sprecher der Geschäftsführung von Trumpf Maschinen Austria, den Hintergrund der Neuorganisation. Schon 1995 wurde die Produktion radikal reorganisiert und die funktionsorientierten Abteilungen durch produktiv-orientierte Produktionseinheiten abgelöst. „Nicht nur die Mehrzahl unserer Produkte ist jünger als drei Jahre, auch unsere Produktionsmethoden sind nicht älter.“

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Im Mai wurde ein neues Montagesystem in Betrieb genommen, auf dem jetzt vier der sieben Maschinentypen der Trumabend-Abkantpressen in Fließmontage hergestellt werden. Das Herzstück dieser Fließmontage ist ein 65 Meter langes Palettensystem. Ausgehend vom fertig lackierten, bearbeiteten Maschinenkörper bewegt sich die Abkantpresse vorbei an zwölf Montagestationen, wird dort komplett montiert und in Betrieb genommen. Auch kundenindividuelle Bestelloptionen werden in der Fließmontage mit eingebaut.

Direkt angegliedert, rechtwinklig im Materialfluß, sind die entsprechenden mechanischen und elektrischen Vor- und Endmontageplätze aller Baugruppenfertigungen angeordnet. Der Großteil der Materialzulieferung in die Baugruppenmontage erfolgt nach dem Kanban-Prinzip.

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Die Abkantpressen, auf Paletten stehend, werden alle 3,75 Stunden an die nächste Montagestation weiter verschoben. Die Baugruppen werden zu einem exakt definierten Zeitpunkt mit speziellen Montagehilfen an die Abkantpresse angebaut. Die Maschine wandert hin zum Bauteil und zur Montageeinrichtung, nicht umgekehrt. Standardisierte Arbeitsmethoden, gut durchdachte Vorrichtungen und einfache Abläufe garantieren höchste Produktionsqualität. Die Auslieferung einer Maschine ist dadurch tagesgenau planbar, und die Durchlaufzeiten der gesamten Abkantpressenmontage konnten auf sechs Arbeitstage reduziert werden. Aus der Fließmontage verlassen zwei Maschinen pro Tag das Werk.

Wie in allen anderen Trumpf-Produktionswerken lief dieses Veränderungsprojekt unter dem Namen „Synchro“. Synchro steht für optimale Abstimmung (Synchronisation) von Mensch, Maschine, Material und Markt. Friedrich Kilian: „Wir synchronisieren die gesamte Wertschöpfungskette, vom Auftragseingang bis zur Auslieferung. Wir arbeiten und denken in Losgröße 1 und konzentrieren uns darauf, die Durchlaufzeit durch synchronisierte Arbeit stark zu reduzieren.“

Im Prinzip ist diese Montagefertigkeit vergleichbar mit einem Boxenstop der Formel 1. Die zwölf Profis wechseln die Reifen in acht Sekunden, während ein Normalbürger vielleicht eine dreiviertel Stunde dazu benötigt. Allein ein solches Montagesystem als Hardware verändert jedoch noch nichts. Deshalb wurde zur Konzeption ein Team aus Montagemitarbeitern und Produktionstechnikern zusammengestellt, um die komplette Restrukturierung der Montage zu planen. Die weiterhin bestehende Standplatzmontage, die von der restrukturierten Baugruppenmontage ebenfalls bedient wird, wurde miteinbezogen.

Im Einzelstückfluß fließt alles und immer - ob Heraklit das in seinem Ausspruch „panta rhei (alles fließt)“ sagen wollte, sei dahingestellt. Jedenfalls sind nicht nur Material, sondern auch Information pausenlos in Bewegung. Es gibt keine Zentrallager mehr; alle Pufferlager sind produktionsnah angeordnet. Ein Zulieferrhythmus von ein oder zwei Tagen ist zur Regel geworden. Alle geprüften Teile werden direkt an die Fließ- oder die Baugruppenmontagen geliefert. Durch Gruppenorganisation mit großer Eigenverantwortung konnte innerhalb der Fließ- und Baugruppenmontage im Zusammenhang mit den kurzen Durchlaufzeiten eine quasi papierlose Fertigung realisiert werden. Um diese neue Denkweise durchzusetzen, wurden auch die Zulieferer eingebunden und in entsprechenden Workshops geschult. Das Ergebnis ist beeindruckend. Die Durchlaufzeiten sanken um über 40 Prozent und der Ausstoß kann in diesem Jahr um ein Fünftel gesteigert werden.

Optimale Produktivität möchte der Geschäftsführer Trumpf Maschinen Austria, Dr. Alfred Hutterer, all seinen Kunden bieten: „Trumpf hat sämtliche Elemente der Blechbearbeitung aufeinander abgestimmt. Alle Trumpf Maschinen sind schnell, hoch genau und flexibel und bieten die Möglichkeit, Blechteile wirtschaftlich herzustellen.“ Das Hauptaugenmerk liegt auf der gesamten Prozeßkette „Blech“. Sie beginnt bei der Konstruktion des zu fertigenden Teils, führt weiter über Abwicklung, Programmierung, Flachbearbeitung bis zum Biegen und Fügen des Teils. Ein wesentlicher Anteil am wirtschaftlichen Fertigen kommt der Biegetechnik und somit den Trumabend-Maschinen zu.

Die Durchgängigkeit der Prozeßkette Blech zielt bei Trumpf auf vier Hauptpunkte ab: Präzision, Produktivität, Flexibilität und Sicherheit.

Präzision

Für alle Trumpf-Produkte gilt ein gleich-hoher Qualitätsstandard. Die Trumabend-Abkantpressen werden wie die Trumatic-Laserschneid- und -Stanzmaschinen mit dem Laser-Interferometer auf 0,0001 mm genau vermessen. Dadurch wird höchste Winkel- und Schenkelgenauigkeit gewährleistet.

Die durchgängige Verwendung von Maschinenelementen hoher Präzision ermöglicht enge Toleranzen der Werkstücke. Bei den Trumabend werden beispielsweise für die genauigkeitsrelevanten Achsen Zahnstange-Ritzel-Antriebe wie bei den Laserschneidmaschinen eingesetzt. Der Maschinenständer wird als Kernkomponente spannungsarm geglüht und in einer Aufspannung bearbeitet. Damit ist Dauergenauigkeit garantiert.

Alle Trumpf-Maschinen werden mittels Finite-Elemente-Methode (FEM) auf statische und dynamische Verformungen untersucht. Der FEM kommt bei der Auslegung der Bombier- Wellenkeile der Trumabend große Bedeutung zu.

Werkzeugverschleiß ist der Präzision abträglich. Daher werden alle Trumpf-Biegewerkzeuge nach dem „Laserdur-Verfahren“ gehärtet. Dies garantiert hervorragende Biegequalität, auch bei nichtrostenden Stählen. Der Schlüssel für hochgenaues Abkanten liegt jedoch in einem geregelten Prozeß. Dazu dient die von Trumpf entwickelte Biegewinkelsensorik. Der ACB regelt den Winkel auf den gewünschten Sollwert. Rückfederung oder Materialeigenschaften spielen keine Rolle mehr.

Produktivität

Bei Trumpf wartet die Maschine auf den Bediener und nicht umgekehrt. Dies wird durch schnelle Achsbewegungen erreicht. Die digitalen Zahnstange-Ritzel-Antriebe gewährleisten hohe Dynamik der Anschläge. Die Hydraulik bietet hohe Hubleistung mittels zweistufiger Innenzahnradpumpen. Leistungsfähige Biegehilfen ermöglichen ermüdungsfreies Arbeiten mit schweren Werkstücken. Der elektromechanische Antrieb stellt für Genauigkeit und Regelbarkeit die ideale Voraussetzung dar. Bei großen Werkstückserien sorgen Industrieroboter für die unbemannte Produktivität am Wochenende oder während der Nacht.

Flexibilität

Trumpf-Laserschneidmaschinen ermöglichen den Zuschnitt aller denkbaren geometrischen Formen. Diese Vielfalt an Platinen kann von den Trumpf-Abkantpressen mühelos gebogen werden. Das Sechsachs-Anschlagsystem verfügt über alle denkbaren räumlichen Positionierungen bei einem völlig freien Arbeitsraum. Die Trumabend zeichnet sich durch ein Werkzeug-Schnellwechselsystem aus. Dies bedeutet für den Zulieferer enorme Zeit- und Kostenvorteile bei der Hereinnahme von kleinen Losgrößen. Der modulare Aufbau der Trumpf-Abkantpressen erlaubt dem Anwender, die Maschine für seine Anwendung maßzuschneidern. Mit Preßkräften zwischen 50 und 320 Tonnen wird fast das gesamte Spektrum an Kantaufgaben abgedeckt.

Das 3D-Programmiersystem „Tops 600“ unterstützt die Flexibilität der Trumabend. Die Werkstück-Geometriedaten werden einmal in das Tops eingegeben und daraus sowohl die 2D-Laser- und -Stanzprogramme als auch die 3D-Biegeprogramme technologieorientiert erstellt.

Sicherheit

Die Sicherheit von Mensch, Maschine und Werkstück hat höchste Priorität. In Abstimmung mit überregionalen und lokalen Behörden werden alle Sicherheitsnormen erfüllt. Darüber hinaus arbeitet Trumpf ständig daran, beim Thema Sicherheit neue Standards zu setzen. Wichtige Punkte sind hier beispielsweise helle Arbeitsräume und ergonomisch gestaltete Arbeitsplätze.

Den Abkantpressen der V-Serie ist dieses Trumpf-Prinzip gut bekommen. Sie behaupten sich seit Jahren weltweit erfolgreich im Markt. Die Trumabend V 200 und V 230 werden insbesondere für die Dickblech und Edelstahlbearbeitung sowie Präge- und Falzarbeiten eingesetzt. Es sind Fertigungsaufgaben, wie sie typischerweise im Stahlbau, in der Lebensmitteltechnik, bei der Herstellung von Türzargen und Schaltgeräten, im Fassadenbau oder im Fahrzeug- und Landmaschinenbau vorkommen.

Prozeßkette Blech beim Programmieren

Mit Tops 600 ist die Prozeßkette Blech vom ersten Gedanken bis zur Fertigung des Teils geschlossen. Es ist ein technologieorientiertes Programmiersystem, das speziell für die Trumabend-V-Serie entwickelt wurde. Durch das Zusammenwirken der Programmierung mit der Sensor- und Maschinentechnik können anspruchsvolle Biegeteile schnell und qualitativ hochwertig produziert werden. Nicht zuletzt deshalb, weil auch vorausgehende Arbeitsprozesse wie die Fertigung der Platinen mit Laser- oder Stanzmaschinen berücksichtigt werden.

Tops 600 orientiert sich streng an den Bedürfnissen des Maschinenbedieners und liefert übersichtliche Rüstpläne, die die Arbeitsstationen und Werkzeuge deutlich anzeigen. Die Konfiguration der Maschine muß nicht mehr vom Bediener eingerichtet werden, sondern Tops 600 stellt einen ausgereiften Vorschlag zur Auswahl.

Die enge Verbindung zwischen Tops 600, Sensortechnik und Maschinentechnik sichert schnelle und qualitativ hochwertige Biegeergebnisse. Im Biegealltag gehören vor allem die Einrichte- und Einfahrphasen von Programmen zu den zeitintensiven Tätigkeiten. Kann hier Zeit gespart werden, verkürzt sich die Biegezeit innerhalb der Prozeßkette Blech erheblich. Effizientes Abkanten heißt prozeßsicheres Biegen mit minimaler Vorbereitungs- und Rüstzeit.

Winkelsensor ACB mißt und regelt den Biegewinkel

Winkelgenaue Biegungen wurden bisher durch mehrere Biegeversuche ermittelt, da selbst gleiche Materialien unterschiedliche Eigenschaften wie Blechdickentoleranzen oder verschiedene Walzrichtungen haben können. Der Biegewinkelsensor ACB (Automatically Controlled Bending) macht diese Versuche überflüssig. Hochgenaue Biegewinkel werden durch automatisches Messen und Regeln, unabhängig von Materialart und - schwankungen, bereits beim ersten Teil erreicht. Dadurch entfallen aufwendige Einfahrprozeduren. Der Materialverbrauch ist geringer, da kein Ausschuß anfällt, und die Durchlaufzeiten verkürzen sich, da die winkelgenauen Werkstücke weder nachgearbeitet noch zur Qualitätssicherung nachgemessen werden müssen.

Dahinter steckt folgendes Meßprinzip: Das System zur Winkelerfassung ist in das Oberwerkzeug (Sensorwerkzeug) integriert und wird zu den konventionellen Oberwerkzeugen in die Arbeitsstationen gerüstet. Im Sensorwerkzeug befinden sich zwei Tastscheiben mit unterschiedlichen Durchmessern, die sich in den Biegeschenkeln zentrieren. Während des Biegeprozesses im Arbeitsgang erfassen die Tastscheiben vier Berührungspunkte an den Innenschenkeln der Biegung. Mit der Änderung der Eintauchtiefe der Scheiben ändert sich der Abstand der Scheibenmittelpunkte. Aus diesem Abstand errechnet das System den Ist-Winkel. Unterschiedliche Winkel erzeugen also unterschiedliche Scheibenmittelpunkte. Durch den Einsatz dreier Sensoren kann eine hohe Winkelgenauigkeit über die gesamte Biegelänge erreicht werden. Dieses Verfahren ist jedoch nur für lange Biegelängen und symmetrische Lastverteilung an der Maschine sinnvoll. Der erste und zweite Sensor regelt die Parallelität; der dritte, mittlere Sensor regelt die Bombierung.

Ein Praxisbeispiel zeigt die Rentabilität: Beim Biegen mit dem Winkelsensor wurde die erste Biegung gemessen und entsprechend nachkorrigiert, alle weiteren Biegungen wurden gemäß der ersten Biegung sofort auf den Sollwinkel gebogen. Die Einsparung beträgt bis zu 50 Prozent.

Erschienen in Ausgabe: 11/1999