Smarte Sortierung

Damit Schneidanlagen effizient arbeiten können, muss auch der Materialfluss zügig ablaufen. Hierfür hat Astes4, seit August 2018 Teil von Mitsubishi Electric, ein Automatisierungssystem entwickelt. Es kann selbstständig beladen, entladen und sortieren.

18. Oktober 2019
Smarte  Sortierung
Vier Roboterarme räumen die geschnittenen Teile automatisch ab. Nach Bedarf können die Arme auch zusammenarbeiten. (© bbr)

Laser- und Plasmaschneidanlagen werden immer schneller. Für einen nahtlosen, effizienten Fertigungsprozess ist jedoch nicht nur die Schneidgeschwindigkeit wichtig, sondern der gesamte Materialfluss. Das Be- und Entladen muss möglichst automatisiert ablaufen. Gerade bei kleinen Losgrößen kommt auch der Sortierung der Teile im Anschluss eine große Bedeutung zu.

Für diese Anforderungen hat Astes4 das gleichnamige Automatisierungssystem ›Astes4‹ entwickelt. Auf seiner Hausmesse in Balerna hat das Schweizer Unternehmen, das 2013 gegründet wurde und seit einem Jahr zu Mitsubishi Electric gehört, gezeigt, wie das System funktioniert: Zu Beginn wird das Blech der Schneidanlage automatisch zugeführt. Während dieses Blech bearbeitet wird, entnehmen bis zu vier Roboterarme hauptzeitparallel die bereits geschnittenen Teile des vorherigen Auftrags. Der Clou: Sie sortieren die Teile auch gleich.

»Jedes unserer Systeme ist maßgeschneidert.«

— Andrea Zambarda, CTO von Astes4

Sortiert werden kann nach Baugruppen, Kundenaufträgen oder nachfolgenden Arbeitsschritten. Das Kriterium legt die Arbeitsvorbereitung fest. Astes4 weiß also unter anderem, für welchen Kunden ein Teil gefertigt wird oder aber, ob ein Teil zum Entgraten oder zum Abkanten muss. »Wir haben Kunden, bei denen die Roboterarme die Blechteile gleich aufs Förderband für die nächste Station in der Prozesskette legen«, erklärt Holger Guttropf, Gebietsverkaufsleiter von Astes4.

Diese Informationen erhalten die Roboterarme aus ›Sortcam‹, dem Herzstück von Astes4. Sortcam wiederum greift auf die Daten der Schachtelungssoftware zu. Die Schachtelungssoftware gibt dem Laser vor, wie die Teile geschnitten werden müssen, wenn ein Blech für den Laserschneidprozess erzeugt wird. Und mit diesen Daten weiß das Entnahmesystem, an welchen Positionen sich die Teile befinden. »Wir haben Schnittstellen für sehr viele Schachtelungssoftwares, darunter ›Trutops‹, ›Sigmanest‹ und ›Wicam‹«, betont Holger Guttropf.

Arbeitspläne in fünf Klicks

Sortcam verwaltet und optimiert automatisch den Fertigungsprozess bis zur Lagerung, ohne dass der Bediener eingreifen muss. »Die Benutzeroberfläche von Sortcam lässt sich so einfach bedienen wie ein Smartphone – Arbeitspläne können in fünf Klicks programmiert werden«, versichert Andrea Zambarda, CTO von Astes4. »Von den komplexen Algorithmen im Hintergrund bekommt der Anwender nichts mit.«

Die Software berechnet automatisch den Schwerpunkt eines jeden Bauteils und entscheidet mit Hilfe der Teile-Informationen wie Material, Dicke und Geometrie, welche und wie viele Roboterarme notwendig sind, um ein Teil sicher zu heben. Jeder Arm kann mit Magneten oder Vakuum ›greifen‹. Ein Standardgreifarm kann 500 Kilogramm heben. Nach Wunsch gibt es aber auch Varianten, die 1.300 Kilogramm schwere Teile zuverlässig halten. »Unsere Wettbewerber schaffen nur 80 Kilogramm«, kontrastiert Andrea Zambarda.

»Müssen schwere Teile von Hand abgeräumt werden, bedeutet das für den Menschen eine starke körperliche Anstrengung«, weiß Holger Guttropf. »Zum Teil muss mit Hallenkran gearbeitet werden, was wahnsinnig umständlich ist.« Um große, dicke, schwere Teile zu bewegen, können die vier Greifer des Automatisierungssystems auch zusammenarbeiten.

Seine Stärke spielt Astes4 vor allem bei dicken Blechen aus. Die Blechdicke war auch ein wichtiger Punkt im Pflichtenheft des Maschinenbauers Doppstadt Calbe, der sich kürzlich für das System entschieden hat. Das Unternehmen mit 700 Mitarbeitern stellt Maschinen für die Umwelttechnik her. »Wir arbeiten mit Blechen bis 40 Millimeter Dicke«, erzählt Lutz Kramer, Leiter Strategischer Einkauf bei Doppstadt Calbe, »und damit haben Wettbewerbsprodukte ihre Schwierigkeiten.«

Constantin Gehlken, Prozessingenieur in der Vorfertigung bei Doppstadt Calbe, fügt hinzu: »Vergleichbare Sortiersysteme haben sich aufs Laserschneiden konzentriert und hören bei 20 Millimeter Blechdicke auf. Astes4 hat hier weitergedacht und eine Lösung für Blechdicken bis 40 Millimeter konstruiert, was für das Plasmaschneiden einfach notwendig ist.«

Werkstücke sauber auf Kante stapeln

Bei Doppstadt Calbe wird Astes4 letztendlich die Be- und Entladung zweier Anlagen übernehmen. Das System wird sowohl an eine Laser- als auch an eine Plasmaschneidanlage angebunden. In der Plasmaanlage werden drei Tische im Kreislauf verfahren: Während ein Tisch im Schneidbereich ist, kann der zweite abgeräumt und wieder beladen werden. Der dritte Tisch dient zum manuellen Entladen. Sortiert werden die Teile nach dem weiterführenden Prozessschritt – sprich Schweißen, Abkanten oder Lackieren.

Darüber hinaus können Teile um 90 Grad gedreht werden. »Das ist deshalb interessant, weil Bleche beim Schneiden immer optimal ausgenutzt werden und die zugeschnittenen Teile im Blech nicht unbedingt alle in dieselbe Richtung schauen. Gleiche Teile kann der Greifer beim Heben drehen und sauber auf Kante stapeln«, informiert Guttropf.

Eine weitere Besonderheit von Astes4: Ähnlich wie bei einem Werkzeugmagazin können die Roboterarme mit unterschiedlichen Tools bestückt werden – neben dem Magnetgreifer und dem Vakuumsaugarm können auch Tools zum Schleifen, Etikettieren oder Reinigen der Gitter angebracht werden. Andrea Zambarda: »Jedes unserer Systeme ist maßgeschneidert – andere entwickeln dagegen nur Standardlösungen. Wir haben 45 Kunden und 45 Systeme. Die meisten unserer Kunden fertigen in Losgröße 1.«

Dem Fachkräftemangel entgegenwirken

Für Roland Kiefer, geschäftsführender Gesellschafter von Seeger Lasertechnik, ist die Motivation hinter der Neuanschaffung, dass das Beladen, Entladen und Sortieren der Schneidanlage mannlos erledigt werden kann. Der Systemlieferant für die Branchen Maschinen- und Anlagenbau, erneuerbare Energien, Medizintechnik, Baumaschinen und andere, mit 160 Mitarbeitern und Hauptsitz in Lorsch, Südhessen, kämpft, wie so viele, mit dem Fachkräftemangel. »Es wird schwieriger, Facharbeiter zu finden und junge Menschen für die Ausbildung zu begeistern«, klagt Roland Kiefer. »Und mit Astes können wir dem Trend ein Stück weit begegnen.«

Aktuell wird bei Seeger Lasertechnik in drei Schichten an Laseranlagen, Abkantpressen, Schweißarbeitsplätzen und Pulverbeschichtung gearbeitet. Der Lohnfertiger hat unter anderem den ›Liftmaster‹ von Trumpf zur automatisierten Be- und Entladung im Einsatz. »Die Trumpf-Lösung ist allerdings für kleine Losgrößen nicht flexibel genug. Astes4 ist da deutlich flexibler und schneller und bietet noch viel Potenzial«, meint Roland Kiefer. Mit der Automatisierungslösung sollen bei Seeger Lasertechnik die Kapazitäten besser genutzt werden. Astes4 muss nach Inbetriebnahme mit den Trumpf-Laseranlagen und einem Stopa-Lager kommunizieren, »aber da es schon verschiedene Anwendungen in diese Richtung gibt, bin ich zuversichtlich, dass das klappt«, so Kiefer.

Auch bei Doppstadt Calbe ist Fachkräftemangel ein Grund für die Investition, wie Gehlken erläutert: »Wir erwarten in den nächsten Jahren ein großes Wachstum. Da sich der Fachkräftemangel noch verstärken wird, wollen wir stupide und körperlich anstrengende Arbeiten wie das Sortieren von Blechteilen automatisieren. Die Mitarbeiter können wir woanders sinnvoller einsetzen.« Lutz Kramer sieht den größten Gewinn in der höheren Produktivität und Flexibilität: »Mit dem Automatisierungssystem können wir effizienter arbeiten und bessere Lieferzeiten erreichen, was letztendlich unseren Kunden zugutekommt.«

Hedwig Unterhitzenberger

Erschienen in Ausgabe: 06/2019
Seite: 130 bis 133