Automatisierung senkt Kosten

Angepasste Systeme für automatische Blechverarbeitung

Der Weltmarktführer im Bereich Blechverarbeitungszentren setzt auf Automatisierung. Genau auf die Maschine und die Kundenanforderungen abgestimmte Peripheriesysteme ermöglichen mannlosen Betrieb über längere Zeit und tragen so zur Kostensenkung bei.

11. April 2001

Es gibt weltweit einen steigenden Bedarf an automatisierten Maschinen für die Blechverarbeitung. Heute sind mehr als ein Drittel aller Stanz- und Laserschneidmaschinen, die von Trumpf, Ditzingen, ausgeliefert werden, automatisiert, und bei den flexibelsten Maschinen, den CNC-Stanz- Laser-Kombinationen, sind es sogar mehr als 45 Prozent. Obwohl viele der stark automatisierten Anlagen in die hochzivilisierten Regionen Europas und Nordamerikas gehen, finden wir viele der flexiblen Blechbearbeitungszentren auch schon in kleineren Märkten wie beispielsweise Australien. Die Gründe für eine Automatisierung sind für alle Installationen die gleichen.

Gründe für Automatisierung

Kosteneinsparung ist ein wesentlicher Grund für die Automatisierung, und durch die Automatisierung der Werkzeuge kann das schnell erreicht werden. Wenn man die Taktzeiten in der Blechverarbeitung betrachtet, sieht man, dass eine beträchtliche Zeit für die Be- und Entladung der Maschinen sowie das Sortieren der Teile benötigt wird. Durch die Automatisierung des Be- und Entladens sowie des Sortierens und ein flexibles, leicht wechselbares Werkzeugsystem lässt sich die Produktivität bis zu 30 Prozent steigern. Bei der Berechnung der Maschinenstundensatzes erkennt man, dass die Schwerpunkte auf den Lohn- und Abschreibungskosten liegen. Automatisiert man Werkzeugmaschinen so, dass eine Einmannbedienung möglich ist, lässt sich der Maschinenstundensatz beträchtlich verringern. Sollten die Maschinen sogar ohne Bedienung gefahren werden können, beispielsweise nachts oder am Wochenende, können die Maschinenkosten sogar halbiert werden. Und die beste Möglichkeit, den Beitrag der Abschreibungskosten im Maschinenstundensatz zu reduzieren, liegt nicht darin, billige Werkzeugmaschinen zu kaufen, sondern Maschinen anzuschaffen, die sicher in der Lage sind, drei Schichten problemlos zu fahren, und das sieben Tage die Woche. Eine automatisierte Werkzeugmaschine führt zu einer optimierten Produktionsplanung, einem besseren Materialfluss, einem reduzierten Teilefluss und damit zu besserer Produktivität.

Modulare Komponenten

Oft hört man den Einwand, dass für Stand-alone-Maschinen die Automatisierung viel zu teuer kommt. Das war vor zehn Jahren vielleicht einmal richtig, als die damaligen Automatisierungsmöglichkeiten noch nicht so standardisiert wie heute und deshalb viel zu teuer waren. Aber inzwischen haben sich die Dinge grundlegend geändert. Heute bietet Trumpf einen ganzen Katalog automatisierter Werkzeugmaschinen-Komponenten an, angefangen von Modulen zum automatischen Be- und Entladen über das Sortieren der Teile bis hin zu automatischen flexiblen Blechverarbeitungssystemen mit Werkzeugspeichern und Laserschneidsystemen, die an ein zentrales NC-Hochregallager angeschlossen sind. Diese Module können außerdem noch individuell konfiguriert werden, so dass jedes System maßgeschneidert auf die Anforderungen des Anwenders zugeschnitten oder schrittweise dahin von einer automatisierten Zelle bis zu einem flexiblen Fertigungssystem erweitert werden kann.

Lösungen für die automatische Blechbeladung

Herzstück einer automatisierten Werkzeugmaschine ist das Handling- System. Für diese Blechbewegungsautomaten hat Trumpf universelle Komponenten für das Beladen, Entladen und Sortieren entwickelt, die „Sheetmaster“ genannt werden. Eine große Anzahl von programmier- und steuerbaren Sensoren und Magneten verhindern die Handhabung mehrerer Bleche gleichzeitig, und um ganz sicher zu gehen, dass wirklich nur ein Blech aufgenommen wird, misst ein spezieller Sensor sogar die Blechdicke. Das Entladen von fertigen Werkstücken erfolgt durch die programmierbaren Sauggreifer vor Ende der letzten Schneidoperation an der Maschine. Der Sauggreifer mit mehreren hundert einstellbaren Saugern erlaubt das Entladen selbst kritischer Teile. Der Sheetmaster sortiert die Teile und füllt sie in die richtigen Vorratsbehälter. Als Alternative können kleiner Werkstücke auch durch Teilewippen und in vier progammierbare Behälter abgelegt werden. Konsequente Automatisierung erlaubt auch die schnelle und sichere Beseitigung der Restgitter. Der „Trumagrip“ von Trumpf realisiert das auf der rechten Maschinenseite parallel zum nächsten Beladezyklus. Während der unbemannten Schichten müssen große Teilemengen und ein immenser Produktmix in Betracht gezogen werden, wenn der Einsatz weiterer Automatisierungsmodule in Frage kommen sollte. So könnte ein zusätzlicher Werkzeugspeicher, wie beispielsweise der „Trumatool“ von Trumpf, notwendig werden, der die Forderung nach mehreren Schichten erfüllt. Kleinere Losgrößen und die Forderung nach mehr Flexibilität erzwingt den Materialfluss direkt aus dem NC-Hochregallager in die Werkzeugmaschine. Die Anzahl der unterschiedlichsten Werkstoffe und Blechformate sowie der zur Verfügung stehende Platz definieren den Lagerbedarf in jedem Einzelfall.

Automatisierung von Laserschneidmaschinen

Ein kompaktes Lagersystem besteht aus einem oder zwei Türmen mit Blechpaletten, während größere Universallager eine Möglichkeit für eine integrierte Lösung darstellen. Wichtige Gesichtspunkte in der Betrachtung des integrierten Lagersystems sind die Schnittstellen zwischen Werkzeugmaschinen und Lager.

Die meisten der 2D-Laserschneidmaschinen verfügen heute über Beschickungsautomaten, die das Be- und Entladen einer Blechs erlauben, während an einem anderen bereits gearbeitet wird. Trotzdem können für mannlose Schichten über längere Zeiträume zusätzliche Handhabungssysteme und Verbindungsmodule zum Lager notwendig werden. Ein großer Vorteil der „Liftmaster“- Konzeptes ist seine Modularität. In der Kombination mit FTS kann die für den Anwender notwendige Lösung immer dieselben Basiskomponenten verwenden.

Modulare Software für automatisierte Systeme

Jede Installation eines flexiblen Blechverarbeitungssystems ist immer nur so gut wie die Software, die hinter dem System arbeitet. Alle Anlagen, angefangen von einer Bearbeitungszelle mit nur einer Werkzeugmaschine bis hin zu Anlagen mit mehreren Maschinen, besitzen einen Fertigungsablauf für jede Maschine, der die Anzahl der Teile, das Material und die Werkzeuge definiert, die für jede Arbeit benötigt werden. Für die Bearbeitungszelle leitet die CNC danach alle notwendigen Abläufe ein. Kommen die Teile aus einem Hochregallager, dann beginnt eine Kommunikation zwischen der Maschine und dem Host-PC, der das Hochregallager steuert. Für Systeme mit einer größeren Anzahl von Maschinen hat Trumpf ein sehr komplexes System mit der Bezeichnung TC-Cell realisiert, das auch mit dem übergeordneten PPS- System kommunizieren kann.

Automatisierung im Trend

Der Markt für automatisierte Blechverarbeitungsmaschinen und modulare Komponenten wird weiter wachsen. Trotz aller Vorteile der Automatisierung müssen aber einige Punkte bei der Einführung beachtet werden. Bei einem flexiblen Blechverarbeitungssystem müssen die Verantwortlichkeiten in der mechanischen Teilefertigung geändert werden. Die Planung der einzelnen Lose wird wichtiger, und die Schulung der verbleibenden Mitarbeiter hat einen dominierenden Einfluss auf die Effizienz der Anlage. Daneben muss die Machbarkeit kritischer Teile in automatisierter Bearbeitung untersucht werden. So kann es durchaus sinnvoll sein, anfangs nur bereits bekannte Prozesse zu automatisieren. Für den Anwender ist es von überragender Bedeutung, sich auf einen erfahrenen Maschinenlieferanten verlassen zu können, der die Verantwortung für ein schlüsselfertiges System mit Werkzeugmaschinen, Handhabungssystemen, Software und Planung übernim

Erschienen in Ausgabe: 04/2000