Mit dem Blick fürs Ganze

Themen Produktionssteuerung

Lagersysteme Siegle + Epple, Hersteller lufttechnischer Anlagen und Geräte, kann sich wieder auf die spS seines Blechlagers verlassen. Mit der Simatic S7 wurde Zudem die Leistung erhöht. Außerdem unterstützt Stopa die Forderung nach einem ganzheitlichen Logistikprozess.

06. Juli 2009

Albert Kling, Betriebsleiter der Siegle + Epple GmbH & Co. KG in Ditzingen, ist seine Zufriedenheit anzusehen. An die jüngste Vergangenheit denkt er allerdings ungern zurück: »Wir konnten uns nicht mehr auf die Steuerung verlassen und Ersatzteile nur schwer und zu überhöhten Preisen beschaffen. Da wir das Risiko einer Havarie vermeiden wollten, haben wir uns für ein Retrofit der Steuerung entschieden. Zugleich haben wir in eine zweite Stanzmaschine und eine Nachschubstation mit zwei Pendelwagen investiert und unsere Leistungsfähigkeit damit noch weiter gesteigert.« Der Auftrag zum Umrüsten und für die Nachschublösung ist an die Stopa Anlagenbau GmbH & Co. KG, Achern-Gamshurst, gegangen.

Stopa hat die Trumpf-Stanzmaschine ›TruPunch 5000- 1600‹ halbautomatisch an das bereits vorhandene ›Stopauniversal‹-Blechlager angebunden, die speicherprogrammierbare Steuerung von einer Simatic S5 auf eine Simatic S7 umgestellt, eine Standardschnittstelle zur Kommunikation der SPS mit dem übergeordneten Lagerverwaltungsrechner geliefert, die Hardware der Steuerung ausgetauscht und die vorhandenen Anlagenstationen via E/A-Koppler an die S7 angebunden. Zudem hat Stopa das Regalbediengerät des Lagers umgebaut, einen Scherenhubtisch und die Nachschubstation mit den Pendelwagen installiert sowie den Transportwagen umgerüstet, der die Maschinen und die Nachschubstation mit Rohblechen versorgt und leere Systempaletten in das Lager zurückfährt.

Gesamtlösung gefragt

Albert Kling entfaltet auf seinem Schreibtisch eine Zeichnung des Blechlagers und der angeschlossenen Stationen. »Hinsichtlich der Anlageneffizienz kommt es auf eine ganzheitliche Betrachtung an, nicht auf einzelne Maschinen. Statt punktuell zu optimieren, sollte man den gesamten logistischen Prozess verstehen und alle Stufen aufeinander abstimmen. Nur dann wirken sich Leistungssteigerungen, die man an Komponenten erreicht, durchgängig aus.«

Die Bedeutung dieser Kernaussage liegt auf der Hand. Denn bei einer einseitigen Betrachtungsweise wäre die Leistung schon deshalb geringer, weil Siegle + Epple die gestanzten Bleche in dem Fall nach wie vor im 75-Millimeter-Raster auf die Entladepaletten mit Außenabmessungen von 3.200 x 1.500 x 136 Millimetern stapeln müsste. Aufgrund der Umstellung kann das Unternehmen die Stanzteile nun praktisch stufenlos – dem Schachtelplan der Blechtafeln entsprechend – ablegen. Insofern ist es möglich, auf jedem Ladungsträger vier statt drei Stapel zu bilden und den Nutzungsgrad, abhängig von der Teilegröße, um 15 bis 30 Prozent zu erhöhen. Hieraus resultieren weitere Vorteile: Die Entladepaletten sind seltener zu wechseln und der Betreiber benötigt weniger Ladungsträger und Lagerplätze.

Engpässe entzerrt und Produktivität erhöht

»Durch die Investitionen haben wir Redundanz geschaffen und Engpässe entzerrt.« Albert Kling bleibt während des Rundgangs vor der Station stehen, die als Herzstück der zusammen mit Stopa entwickelten Nachschublösung gilt. Er deutet auf einen Pendelwagen, der auf dem mittleren von drei nebeneinander eingerichteten Übergabeplätzen Bleche für den SheetMaster, die automatische Be- und Entladeeinrichtung der Stanzmaschine, bereithält. In der Zeit, die die Maschine zum Stanzen eines Blechpaketes braucht, wird der zweite Pendelwagen, der auf einem der beiden äußeren Plätze wartet, durch den Transportwagen von einer leeren Palette befreit und später wieder mit einer vollen beladen.

Der schnelle, unterbrechungsfreie Nachschub, den die Pendelwagen garantieren, trägt ebenfalls dazu bei, den Nutzungsgrad der neuen Stanzmaschine zu erhöhen.

Hierzu leistet auch der Palettenpuffer auf ihrer Entladeseite einen Beitrag, der die Abläufe der Maschine zeitlich von denen der folgenden Prozesse abkoppelt. Der Scherenhubtisch stellt die Stanzteile hauptzeitparallel im Puffer ab und bringt im raschen Wechsel eine leere Palette mit zurück. Diese zugleich platzsparende Lösung ist möglich, weil die Bedienseite der ›TruPunch 5000-1600‹ zum Lager hin zeigt und ihre Entladeseite dadurch günstig zu den weiteren Bearbeitungsschritten liegt. Da außerdem das Entsorgen von Restblechen und Stanzabfällen geregelt ist, genügt ein Bediener, um beide Stanzmaschinen zu betreuen.

»Im Hinblick auf die S7-Steuerung profitieren wir von der geforderten hohen Anlagenverfügbarkeit, der daraus resultierenden gesteigerten Betriebssicherheit und Produktivität sowie von einer kostengünstigeren Ersatzteilbeschaffung, die überdies auf Jahre gewährleistet ist«, betont Marcus Bader, Leiter Maschinenbereich bei Siegle + Epple. »Abgesehen davon sind unsere Systeme heute durch kürzere Reaktions- und Schaltzeiten bei der Signalverarbeitung noch effizienter.«

Marcus Bader geht zum Bedienpult und tippt einen Befehl ein. Auf dem 12-Zoll-Display des Pults erscheinen, grafisch visualisiert, die Lagerblöcke und das Regalbediengerät (RBG) sowie Klartext-Statusanzeigen. Treten einmal Fehler auf, lassen sie sich durch die Verbindung der SPS mit der Fernwartungsoftware ›PC Anywhere‹ zügiger diagnostizieren. Zudem kann Stopa vom eigenen Standort aus via Modemleitung in die Anlage schauen und Serviceaufgaben ausführen.

Vom Steuerungsumbau war auch das RBG betroffen, das Stopa an die S7 anpassen musste. Gleichzeitig hat das Unternehmen den Längsfahr- und Hubantrieb, die Höhen-positionierung und das Positionierschaltwerk der Lasttraverse auf Absolutgeber umgerüstet, damit das RBG seine Ziele schneller und präziser anfahren kann.

Zu den Neuerungen zählen ferner eine Datenlichtschranke für die berührungslose, verschleißfreie Datenübertragung zum RBG, die Umstellung auf zwei Beladehöhen im Lager sowie ein zusätzlicher Schaltschrank zur Aufnahme wei-terer E/A-Module und zum Ankoppeln der Service-Bedien-Einheit.

Effiziente Lagerspiele

Ein mit einem Zangengreifer ausgestatteter Kran fährt mit den angelieferten Blechpaketen, die zuvor eine Qualitätskontrolle durchlaufen haben, einen Referenzpunkt an. Dann legt er sie in einer definierten Lage auf die einzulagernde Systempalette. Mithilfe von Stempeln, die durch die leere Palette ragen, stellt das System sicher, dass der Kran seinen Zangengreifer unter den Blechen wegziehen kann. Das RBG fasst zwischen den Stempeln unter den Ladungsträger und hebt ihn an. Es folgt die Übernahme des Blechpakets in das etwa 7,6 Meter hohe, 30,7 Meter lange und 5,2 Meter breite Stopauniversal-Blechlager, das einen hohen Raumnutzungsgrad sowie einen raschen Zugriff auf Roh- und Halbfertigbleche bietet.

Das RBG fährt mit einer Geschwindigkeit bis 60 Meter in der Minute, hebt mit maximal 16 Metern und teleskopiert seine Gabel mit 25 Metern pro Minute. Aus dem Blechlager, das über 276 Palettenplätze verfügt, werden zwei Stanzmaschinen, eine Laserschneidanlage und vier Abkantpressen versorgt. Die Bleche, die der Betreiber auf der schon länger eingesetzten, ohne Materialpuffer arbeitenden Maschine stanzt, kann er wieder einlagern, bevor er sie zum Laserschneiden oder Biegen abruft. Die Tragfähigkeit der Ladungsträger liegt bei 3.000 Kilogramm. Die nutzbare Palettenfläche ist, abgestimmt auf die zwei verwendeten Blechformate, bei einer Beladehöhe von 200 Millimetern 1.500 x 3.000 Millimeter groß und misst bei einer Beladehöhe von 130 Millimetern 1.500 x 4.000 Millimeter.

Mit dem Auslagern von Blechen beauftragt die SPS das RBG und den Transportwagen, der mit einer Rollenbahn versehen ist. Marcus Bader geht einen Schritt zur Seite, um den Weg für den Wagen freizumachen. »Im Gegensatz zur Auslagerung an die schon länger betriebene Stanzmaschine muss die Fahrt des Transportwagens hier, an der Nachschubstation der ›TruPunch 5000-1600‹, aus Sicherheitsgründen manuell freigegeben werden. Dafür haben wir einen Drucktaster mit ›Totmann-Schaltung‹ installieren lassen.«

Das Bedienpult der Anlagensteuerung ist mit einem Industrie-PC ausgestattet, in den Stopa die SPS S7 integriert hat. Diese kommuniziert mit dem Lagerverwaltungsrechner ›TC-Cell‹, der die Bestände und die Blechdaten verwaltet sowie Fahraufträge an das Regalbediengerät und Bearbeitungsaufträge an die Stanz- und Laserschneidmaschinen vergibt. Die SPS steuert die Anlagenkomponenten, also das RBG, die Transport- und Pendelwagen sowie den Scherenhubtisch. Überdies visualisiert die S7 Anlagenzustände. Da der PC extern mit Spannung versorgt wird, ist eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet.

Planungssicherheit bei Sonderlösungen

Für das Retrofit und die Montage der neuen Komponenten hatte Siegle + Epple in seinen Betriebsferien ein Zeitfenster vom 19. Dezember 2008 bis zum 9. Januar 2009 geöffnet. Um mögliche Fehlfunktionen zu analysieren, prüfte Stopa durch einen entsprechenden Serviceeinsatz zunächst das Regalbediengerät, die Ausführung der Stationen und die Sicherheitseinrichtungen. Im Anschluss an den Austausch der SPS, bei dem die Funktionen der Anlage unverändert geblieben sind, sowie der Montage der Nachschubstation und weiterer Komponenten, ist Stopa termingerecht fertig geworden.

Die Tatsache, dass das 1992 in Betrieb gegangene Lager von Stopa stammt, war bei der Auswahl des Umrüstungspartners nur von geringer Bedeutung. Dazu Albert Kling: »Weil Sonderlösungen nach Planungssicherheit verlangen, setzen wir bei speziellen Anforderungen auf Stopa.«

Trotz der guten Erfahrungen mit diesem Hersteller hatte Siegle + Epple den Zeitrahmen zunächst eng gesteckt und den Termindruck erst gelockert, als sich ein reibungsloser Verlauf abzeichnete. Albert Kling blättert in seinen Projektunterlagen. »Stopa hat die mit dem Umbau verbundenen Aufgaben zuverlässig geplant und durchgeführt. Auch die Vorbereitungsphase vor der Auftragsvergabe, in der Stopa mit einer Umbaustrategie zusätzliches Vertrauen geschaffen hat, war sehr zufriedenstellend.«

Heute profitiert Siegle + Epple von einer wirtschaftlichen Lösung, die Mut zu weiteren Veränderungen macht. Vor diesem Hintergrund denkt das Unternehmen, das – abhängig vom Auftragsvolumen – im Zwei- oder Drei-Schicht-Betrieb arbeitet, schon darüber nach, die nächste Automationsstufe mit einem Biegeroboter einzuläuten. Dann ließe sich der Scherenhubtisch mit seiner angeschlossenen Pufferfunktion als Bindeglied zwischen dem Roboter und der neuen Stanzmaschine nutzen. Und die Vorteile des ganzheitlichen Denkens würden auch auf künftige Entscheidungen ausstrahlen.

Jürgen Warmbold

STOPA Anlagenbau GmbH & Co.

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77855 Achern-Gamshurst

Tel.: 07841/704-0

Fax: 07841/704-190

E-Mail: info@stopa.com

Hintergrund

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Die Stopa GmbH wurde 1963 gegründet. In ihrem Kerngeschäft, der Entwicklung und Produktion von automatischen Lager- und Bereitstellungssystemen, gehört sie europaweit zu den führenden Anbietern. Der zentrale Geschäftsbereich Lagersysteme wird synergetisch von den Sparten Maschinenbau & Stahlbau sowie der Konzeption und Realisierung von Parkhäusern flankiert. Auf einer Produktionsfläche von zirka 13.000 m2 produzieren über 200 Mitarbeiter primär Lagersysteme für alle Sorten von lagerfähigen Gütern mit Fokus auf Blechen und Langgutmaterialien. Weltweit kann Stopa auf die Referenz von über 1.400 realisierten Projekten für unterschiedlichste Lageraufgaben verweisen.

Erschienen in Ausgabe: 04/2009