Das Projekt war nicht ohne: Für einen Automobilhersteller entwickelte und baute die Automatic-Systeme Dreher GmbH eine Rondenstanzanlage mit Pufferstation, die mit ihrer Gesamthubzahl von 30 Hub/min Aluminiumronden mit einer Blechdicke bis 10 mm stanzt. Die Anlage besteht aus einer Bandanlage, einem Stanzautomaten und einer Förderstrecke mit Pufferstation. Das komplette Projektmanagement unterlag dabei den Automationsspezialisten von Dreher, die sowohl eigene Produkte als auch Fremdfabrikate in das Gesamtkonzept integrierten.
Materialeinsparung durch Zick-Zack-Vorschub
Mit Blick auf das Material konstruierten die Experten von Dreher eine neue Vorschubrichtmaschine. Diese verfügt über eine Richtkassette mit neun Richtwalzen mit einem Durchmesser von je 90 mm. Für eine optimale Materialausnutzung sorgt eine Vorschubrichtmaschine und die gesamte dazugehörige Peripherie (Gesamtgewicht circa 17,5 t) mit einem Querhub ausgestattet. Mit dem zweifachen Zick-Zack kann gegenüber einem konstanten Bandvorschub eine Materialeinsparung von rund 6 % erreicht werden.
Automation mit Augenmaß
Für eine optimale Platzausnutzung und geringen Flächenbedarf setzen die Konstrukteure eine Bandanlage in Kurzbauweise ein. Diese ist teilautomatisiert ausgeführt. Dabei werden Einzelschritte in automatisch ablaufende Rüstabschnitte unterteilt und nach Ablauf des einzelnen Abschnittes mit Zustimmtaster quittiert. Außerdem erfolgt die Richtwerkeinstellung nach Werkzeugdatensatz automatisch. Die seitlichen Bandführungen sind dagegen – aufgrund der seltenen Wechsel im Bandbreitenbereich – manuell einstellbar.
Optimale Materialausnutzung am Bandende
Die Verarbeitung von Bandanfang und Bandende sind automatisierte Funktionen der Bandanlage. Der Bandanfang – und damit die Coilaußenwindung – wird mittels Schopfschere abgetrennt und in handhabbare Stücke zerkleinert. Diese fallen in einen Schrottcontainer und werden manuell aus der Anlage entnommen. Ziel ist es, das Richtwerk vor der Einbringung von Schmutz zu schützen.
Um auch am Bandende eine optimale Materialausnutzung zu erreichen, ist die Anlage so ausgelegt, dass beim Bandende möglichst viel Restmaterial verarbeitet wird. Dazu arbeitet die Vorschubrichtmaschine so lange im Zick-Zack-Betrieb, bis sich das Material vom Haspeldorn löst. Anschließend werden die Ronden ohne Querhub weiter gestanzt. Ist das Bandende vor der Vorschubrichtmaschine erreicht, wird der Coilhaken mit der Schopfschere abgetrennt und manuell entnommen. Ein weiterer Pluspunkt: Das in der Anlage verbleibende Restmaterial lässt sich mit Hilfe eines hinter dem Stanzautomaten angeordneten Restbandtreibers komplett verarbeiten.
Automatisierer als Generalunternehmer
Als Generalunternehmer für das Projekt koordinierte die Automatic-Systeme Dreher GmbH einerseits verschieden Lieferanten und steuerte selbst Entwicklungsleistungen bei. So wurde beispielsweise ein Stanzautomat der Firma Andritz Kaiser in das Gesamtkonzept integriert. Dieser stanzt aus dem bereitgestellten Material Ronden mit einer Presskraft von 2.500 kN.
Um ein einheitliches übergeordnetes Steuerungskonzept zu erreichen, übernahm Dreher nicht nur die Steuerungsprogrammierung des Stanzautomaten, sondern auch die Programmierung des Kuka-Roboters im Bereich der Pufferstation. Weiterhin zählten sowohl die Einbringung und Implementierung der Gesamtanlage am Produktionsstandort als auch die EG-Konformitätserklärung und die CE-Kennzeichnung zu den Aufgaben. Die Erstellung der Dokumentation und die Durchführung von Schulungen über die gesamte Anlage waren dabei obligatorisch.
Pufferstation mit Roboter
Die Pufferstation wurde zwischen dem Stanzautomaten und der Umformpresse in den Bereich der Förderstrecke integriert. Während des Onlinebetriebs schleust ein Roboter die Ronden aus. Diese werden anschließend gepuffert, um eine Produktion auch während eines Stillstands der Stanzanlage zu garantieren. Damit können aus dem Puffer – beispielsweise bei einem Coilwechsel – die Ronden kontinuierlich der Umformpresse zugeführt werden, so dass eine unterbrechungsfreie Produktion gegeben ist.
Die Pufferzeit wurde so ausgelegt, dass neben dem Coilwechsel auch Zeit für das Entleeren der Schrottcontainer oder zur Reinigung der Werkzeuge bleibt. Bei einer Hubzahl der Umformpresse von 20 1/min beträgt die Pufferzeit rund 25 min.
Nach dem Stanzen werden die Ronden durch einen Rondensenker aus dem Stanzwerkzeug entnommen und auf einem Förderband abgelegt. Über eine Förderstrecke werden die Platinen dem Umformprozess zugeführt. Dreher hat hier sowohl die mechanische als auch die elektrische Schnittstelle zum bereits bestehenden Anlagenteil Umformpresse erstellt. Die Übergabe der Ronden an das Transfersystem erfolgt mittels Rondenheber.
Steuerung mit Siemens S7 Simotion
Für die Steuerung wird ein einheitliches Steuerungskonzept mit Siemens S7 Simotion eingesetzt. Dabei sind die Automation und der Stanzautomat sind mit zwei separaten Steuerungen ausgestattet. Als Sicherheitssteuerung dient die Siemens F-Steuerung mit Safety Integrated. Die Visualisierung und Anlagenbedienung erfolgt über einen PC677 in einer Kombination aus Touchbedienung und Hardwaretastern. Dabei verfügt jedes Anlagenteil über ein separates Bedienterminal.W
