Über 100 rentabel

FLEXIBLE HYDRAULIK EINEN WEITEREN SCHRITT RICHTUNG ROHBAU VON KOMPLETT-KOMPONENTEN HAT POLYNORM GRAU MIT DER INSTALLATION SEINER ZWEITEN HYDRAULISCHEN PRESSENSTRASSE VON DIEFFENBACHER GEMACHT. GROSSES PLUS IST DI E FLEXIBILITÄT, D IE HYDRAULIK UND 8 ROBOTER UNTERSTREICHEN. SO KANN POLYNORM HEUTE AB LOSGRÖSSE 100 WIRTSCHAFTLICH ABPRESSEN.

06. November 2004

Hauptgeschäft von Polynorm Grau ist derzeit nicht nur das Abpressen der OEM-Blechteile, sondern traditionell der Werkzeugbau. »Wir produzieren hier Preßwerkzeuge mit höchsten Außenhautansprüchen über die gesamt Produktionszeit eines Fahrzeuges«, erklärt Günter Kiefer, Geschäftsführer der Polynorm Grau Werkzeugsysteme. Kunden könnten wählen, ob sie selber abpressen, Polynorm das für sie tun soll oder ob in Gügling die Anlaufabpressung mit Werkzeugoptimierung gemacht werden soll. »Dies ist unser einzigartiges Plug & Play-Konzept. Anders herum können wir aber auch bei Produktionsengpässen Kunden-Werkzeuge schnell in unsere voll OEM-kompatiblen Pressen einbauen und produzieren«, zeigt Günter Kiefer einen der Hauptvorteile von der hydraulischen Pressenstraße auf.

Maschinentechnisch ist Polynorm Grau seit September 2003 auch für höhere Aufgaben ausgestattet. Das ‹Competence Center Werkzeugbau‹ der voestalpine division motion wird ergänzt durch zwei hydraulische Pressenstraßen: Die größte hydraulische Pressenstraße Europas von Müller Weingarten, einer Tandem-Linie mit einer 2.800-t-Ziehpresse, 800-t-Ziehkissen, fünf Folgepressen à 1.800 t, einem 5 x 2,5 m-Werkzeugtisch, beidseitig ein- und ausfahrbaren Werkzeugwechsel-Wagen und Feederautomation für großflächige Karosserie-Außenhautteile. Leistung: mehrere 1.000 Teile pro Tag.

»Zwar nicht ganz so groß, kräftig und schnell, aber in allen Belangen ungleich flexibler ist unsere zweite Pressenanlage. Seit September 2003 läuft unsere Dieffenbacher-Linie nach einer echt kurzen Anlaufphase im Dreischicht-Betrieb«, erinnert sich Presswerkleiter Frank Berthold. Die Pressenstraße, mit Tischmaßen und Stößelabmessungen von jeweils 4 x 2,5 m, setzt sich aus sechs hydraulischen Pressen zusammen mit einer Gesamtpreßkraft von 66.000 kN. Zentrale Komponenten sind die 3fach wirkende 16.000-kN-Kopfpresse mit 4-Punkt-geregeltem Tischziehkissen und fünf einfach wirkenden Folgepressen mit jeweils 10.000 kN Preßkraft. Die Verkettung der Pressen erfolgt hier über neun 6-Achs-Roboter, die in Verbindung mit einer Produktionsliniensteuerung den schnellen und flexiblen Teiletransport sicherstellen.

Warum aber hydraulische Pressen? Das hat nach Angaben von Frank Berthold zwar den Taktzeit-Nachteil gegenüber den mechanischen Sauger-Transferpressen der OEMs. Dagegen stehen aber viele Vorteile: »Großes Plus ist die Wegunabhängigkeit der Kraft. Das spart nicht nur langwieriges Einrichten. Der Hub läßt sich so auch auf das absolut nötige Minimum begrenzen, was der Taktzeit zugute kommt«, beschreibt Frank Berthold das Pressen-1 x 1. Zudem erreichen Hydraulikpressen wegen des nahezu konstanten Öldrucks immer und in jeder Lage ihre maximale Preßkraft. Mechanische Pressen müßten dagegen wegen der wegabhängigen Kräfte exakt eingestellt und mit Zwischenplatten unterlegt werden, um Werkzeug-UT, Kraftmaximum und Hub in Einklang zu bringen. »Denn der Weg gibt bei den mechanischen Pressen die Kraft vor. Die maximale Kraft kann dort nur ein paar Millimeter vor dem UT erreicht werden«, erklärt Frank Berthold. Negativ schlagen dafür die Energiekosten der Hydraulikpressen zu Buche, denn die Pumpenleistung und der damit verbundene Energiebedarf liegen um ein Vielfaches höher als der Energiebedarf der mechanischen Konkurrenz, »deren großer Invest sich jedoch während hohen Laufzeiten und großen Stückzahlen bezahlt machen muß«. Besonders hervorzuheben sei laut Frank Berthold das Antriebssystem, das mit einer vorwählbaren Stufenschaltung ausgestattet ist. Durch das Vor- oder Abwählen der Zylinder würde man mit so viel Kraft wie nötig und nicht wie möglich fahren, was die Pressenzykluszeiten erheblich reduziert.

Die Dieffenbacher-Linie besteht in Fertigungsrichtung aus zwei Platinenladewagen und einem Roboter. Während ein Platinenstapel vom Roboter abgestapelt wird, kann der nächste auf dem zweiten Platinenladewagen vorbereitet werden. Der Roboter wechselt automatisch nach der Abarbeitung eines Stapels zum nächsten. Die Platinen kommen über einen Gurtbandförderer in eine Bürstenreinigungsanlage und danach in den Beöler, der die Platine partiell dem Umformprozeß entsprechend befettet. Von dort geht die Platine in eine optische Zentrierstation, die dem Beladeroboter der Ziehpresse die Position meldet, von der dieser die Platine übernimmt und in das Ziehwerkzeug legt. Im Anschluß folgen die sechs hydraulischen Großpressen. Den Abschluß bilden Austrageband und Qualitätskontrolle.

Auf der Pressenstraße werden großflächige Außenhaut- und Strukturbauteile vor allem für BMW, DaimlerChrysler, Ford, Opel, Porsche, VW und Saab gefertigt. Die dabei verarbeiteten Stahl- oder Aluminium-Platinen haben Abmessungen von mindestens 1.000 x 500 mm bis maximal 3.200 x 2.000 mm und ein maximales Gewicht von 45 kg. Die Losgröße variiert dabei zwischen wenigen 100 bis circa 10.000 Teilen.

Die unterschiedlichen Anforderungen gaben den Ausschlag, die Pressenlinie mit den Sechs-Achs-Robotern zu automatisieren und mit einem flexiblen Werkzeug-Wechselsystem zu versehen. Um die Produktivität zu maximieren, führt die Produktionsliniensteuerung einzelne Arbeitsabläufe überschneidend aus. So fährt der Entladeroboter bereits in die sich öffnende Presse ein und entnimmt das Werkstück, während der Beladeroboter parallel hierzu elektronisch gekoppelt mit geringstem Abstand zum Entladeroboter in die Presse einfährt. Nach Ablage der Platine fährt der Beladeroboter in seine Ausgangsstellung zurück, löst dabei aber den neuen Preßzyklus noch unterhalb der Presse aus. Je nach Produktionsteil ist somit eine Hubzahl von bis zu zehn Arbeitshüben/min möglich.

Die Produktivität einer Pressenlinie wird jedoch nicht allein durch die Hubzahl, sondern auch durch auftretende Nebenzeiten bestimmt. Um die Werkzeugwechselzeit so kurz wie möglich zu halten, hat die Firma Schnupp aus dem bayerischen Bogen die Anlage mit drei Werkzeugwechselwagen versehen und neben jeder Presse zwei zugehörige Werkzeugwechselplätze eingerichtet. Jeweils zwei Pressen werden so mittels eines Werkzeugwechselwagens, der in eine Pressengasse einfährt, im Dominoprinzip be- und entschickt. Drei Maschinenbediener und drei Helfer brauchen für das komplette Umrüsten der Dieffenbacher-Linie weniger als eine Stunde - inklusive der parallel zum Werkzeugwechsel an den Robotern auszutauschenden Sauggreiferspinnen.

»Unterm Strich ist unsere Dieffenbacher eine sehr kompakte und sehr flexible Presse mit geringem Flächenbedarf - besonders, weil das Werkzeugrüsten nur eine Seite der Anlage in Anspruch nimmt.« Dennoch bleibt den Bedienern nach Erfahrung von Frank Berthold auch künftig nicht das manuelle Abnehmen der Blechteile vom Austrageband erspart, da diese finale Automation sehr aufwendig wäre: »Das größte Problem ist dabei die Präzision. Zum automatischen Verpacken müßten immer unbeschädigte und baugleiche Paletten an der gleichen Stelle stehen. Das wird auch künftig bei unserem Teilespektrum wahrscheinlich nicht machbar sein.« Praktisch ist, daß die Pressenlinie bei Bedarf auch vierstufig betrieben werden kann. Die frei bleibenden Pressen fünf und sechs können dann im Tryout-Betrieb genutzt werden.

Ein Problem bei der Inbetriebnahme war die für Polynorm neue Arbeitsweise der Anlage: »Da die Roboter die Blechteile immer um 180° zwischen den einzelnen Pressen drehen und einlegen, müssen natürlich auch die Werkzeuge um 180° gegeneinander verdreht sein. An dieses Prinzip mußten wir uns erst gewöhnen«, skizziert Frank Berthold die Anlaufschwierigkeiten. Der Flaschenhals im Prozeß ist aber in der Regel nicht - wie man vermuten könnte - der Roboter, sondern die Presse: Bis bei sehr hohen Kraftbedarfen die Presse alle Zylinder gefüllt hat, haben die Roboter ihren Zyklus bereits abgeschlossen. Um beim doppelt wirkenden Ziehen das Teil sicher und schnell wenden zu können, sind in der ersten Pressenlücke zwei Roboter installiert.

Erschienen in Ausgabe: 10/2004