Automatisierte Abkantpresse mit Roboter bei Blechfertiger installiert

Darley Automatisierte Abkantpresse mit Roboter bei Blechfertiger installiert

13.10.2006Redakteur: Jürgen Schreier

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Der Preisdruck, den die Automobilindustrie schon seit vielen Jahren auf ihre Zulieferer ausübt, ist allgemein bekannt. Vor diesem Hintergrund überrascht es eigentlich nicht, das auch die Zulieferer auf ihre Lieferanten Druck ausüben, um ihre Kosten zu senken. „Der Preisdruck hat in letzter Zeit extrem zugenommen“, bestätigt Hubert Eilers eine Entwicklung, zu der auch gehört, dass viele Auftraggeber die Anzahl der Lieferanten auf wenige, aber moderne und kostengünstige Fertigungsbetriebe reduzieren wollen. Der Inhaber und Geschäftsführer der Hubert Eilers GmbH in Werlte weiß: „Nur mit dem Einsatz moderner innovativer Technik ist es heute möglich, im Wettbewerb zu bestehen“.

Deshalb investierte das Unternehmen in eine neue automatische Biegeanlage, die eine Abkantpresse der Darley bv in Eijsden/Niederlande mit einem Portalroboter des italienischen Herstellers Antil S.p.A. kombiniert. Die Anfang 2006 in Betrieb genommene Anlage arbeitet – nach Beseitigung der bei solch komplexen Projekten wohl unvermeidlichen „Kinderkrankheiten“ – mittlerweile zur vollsten Zufriedenheit von Hubert Eilers: „Nach kleinen Änderungen im Programm der Robotersteuerung und an den Roboterachsen läuft die Anlage schon seit Monaten reibungslos“.

Das Herz gehört dem Blech

Hubert Eilers hat das 1946 von seinem Vater gegründete Unternehmen Anfang der achtziger Jahre übernommen. Das Familienunternehmen beschäftigt heute 60 Mitarbeiter und fertigt überwiegend Bauteile für das renommierte Fahrzeugwerk Bernard Krone GmbH in Werlte. Hauptprodukt sind Stirnwände für Lkw-Sattel-Auflieger sowie Lkw-Anhänger-Fahrgestelle. Für die Fertigung der Blech-Schweißkomponenten steht ein umfangreicher Maschinenpark zur Verfügung, der neben Biegemaschinen, Scheren, Stanzen auch Feinstrahlplasma- und Laserschneidmaschinen sowie zwei Roboterschweißanlagen umfasst.

„Die erste Roboter-Schweißanlage haben wir 1992 bei der Firma Reis gekauft“, erzählt Hubert Eilers. Die problemlose Handhabung und der weitgehend störungsfreie Betrieb der Anlagen machte Mut, auch andere Arbeitsschritte zu automatisieren. Hubert Eilers: „Insoweit hatten wir gar keine Bedenken gegen den Einsatz von Robotern für die Blechbearbeitung“.

Biegeanlage für große Bauteile

Speziell zum Biegen großer Bauteile wurde in eine automatisierte Biegeanlage investiert, bestehend aus der Abkantpresse Darley EHP 300 und dem Portalroboter Antil APR 120. Die EHP 300 ist eine automatische Abkantpresse mit 3000 KN Presskraft, die mit bis zu sechs CNC-Achsen am Hinteranschlag ausgerüstet werden kann. Der Portalroboter verfügt über insgesamt fünf Achsen: Drei Linearachsen sowie zwei Achsen zum Drehen und Kippen des Biegeteils.

Die neue Anlage ersetzt beim Herstellen der Stirnwände das manuelle Abkanten. Das Problem dabei: die dafür benötigten Trapezbleche konnten wegen der großen Abmessungen und dem hohen Gewicht nur von zwei Mitarbeitern gehalten und gedreht werden. Die aus hochwertigem Feinkornstahl bestehenden Bleche weisen Maße bis zu 3 m x 1 m auf und sind entsprechend schwierig zu hantieren.

Blechgröße entschied über Wahl des Roboters

Die Blechgröße war auch ein entscheidendes Kriterium für die Wahl eines Portalroboters. Hubert Eilers: „Bei den Wettbewerbsprodukten - die wir uns natürlich auch angesehen haben - werden fast ausschließlich Orbitalroboter eingesetzt, die beim Handling dieser großen Teile Probleme haben“. Zudem müssen solche automatisierten Abkantzellen oft speziell genau auf das jeweilige Produkt ausgelegt sein. Dies ist bei den für Krone gefertigten Teile nicht möglich, weil sich diese zwar ähneln, sie aber nicht identisch sind, sondern vielmehr eine große Variantenvielfalt aufweisen. Hubert Eilers dazu: „Wir fertigen keine großen Serien, sondern Kleinserien bis herunter zur Losgröße 1“.

Die einfache Umstellung der Anlage auf manuelles Biegen - dazu fährt man den Roboter einfach beiseite und trennt die Verbindung der Robotersteuerung zur Presse - wird bei Eilers kaum benötigt. Das Biegen von Trapezblechen, Eckrungen (Eckholmen) und 2,30 Meter langen Abkantteilen lastet die Anlage praktisch aus. Gegenüber der manuellen Arbeitsweise erhöhen sich zwar, so die Erfahrungen bei Eilers, die Zeiten beim Einrichten. Aber der eigentliche Arbeitsablauf ist bedienerlos möglich, erspart so „Manpower“.

Das Portalroboter-Prinzip spielt seine Vorteile vor allem bei großen Teilen aus. Hubert Eilers: „Zur Kaufentscheidung trug auch bei, dass wir den großen Arbeitsbereich unter dem Portal so gestalten können, wie wir wollen“. Vor allem steht viel Platz zum Stapeln der Ausgangsplatinen und der gebogenen Blechteile zur Verfügung. Der Antil APR 120 ist für Bleche bis 3000 mm Länge und Tragfähigkeiten von maximal 120 kg (Werkstück und Greifer) ausgelegt.

Die bei Eilers gefertigten Bauteile wiegen maximal rund 50 kg. Je nach Werkstückgröße werden unterschiedlich große Vakuumgreifer verwendet. Für die linearen Achsen 1, 2 und 3 ist die maximale Tragfähigkeit unproblematisch. Bei der Drehachse 5, ihr maximales Drehmoment ist mit 370 Nm angegeben, müssen die Greifer nach Erfahrung von Hubert Eilers aber „relativ kurz gehalten werden, um sehr hohe Gewichte zu bewerkstelligen“.

Anlagensteuerung per Anteil-Steuerung

Gesteuert wird die gesamte Anlage von der speziell für das Abkanten konzipierten Antil-Steuerung. Diese Windows-orientierte Touch-Screen-Steuerung verfügt über alle zum Abkanten erforderlichen Funktionalitäten wie der 3D-Biegesoftware mit Berechnung der Biegefolgen oder der automatischen Auswahl der benötigten Werkzeuge. Die Programmierung entspricht der einer Abkantpressen-Steuerung und natürlich ist auch eine offline-Programmierung möglich. Hubert Eilers lobt: „Die Bedienung ist sehr komfortabel“.

Vermisst wird allenfalls eine Stopptaste - bei einem Fehler kann man das Programm nur über den Not-Aus-Taster direkt stoppen. Programmiert werden die meisten Bewegungsabläufe im Teach-In-Verfahren. Einige Funktionen, wie zum Beispiel das Nachlaufen beim Biegevorgang, sind als Makros im Programm hinterlegt und können deshalb einfach als Textzeile eingegeben werden.

Werkzeug-Klemmsystem reduziert Rüstzeit

Bei der großen Variantenvielfalt spielen die Rüstzeiten naturgemäß eine wichtige Rolle. Matrizen und Oberwerkzeuge müssen schnell heraus genommen und eingesetzt werden können, betont Hubert Eilers: „Ohne automatische Werkzeugklemmung sind die Rüstzeiten zu hoch, dass man zu keinem Arbeitsergebnis kommt“. Die Umrüstzeit verkürzen hilft das von Darley entwickelte neuartige Werkzeug-Klemmsystem, bei dem die Stempel mit Hilfe von Federkraft geklemmt werden und der hydraulische Druck nur noch zum Entspannen verwendet wird.

Neben der schnelleren Arbeitsweise ermöglicht das System auch den Verzicht auf ein zweites Hydraulikaggregat, weil der Öldruck zum Entspannen dem Hauptaggregat der Presse entnommen werden kann. Damit werden nicht nur Kosten gespart, auch die Gefahr von Leckagen wird verringert. Dazu kommt eine von Darley mit 40 bis 50% bezifferte Energieeinsparung und eine höhere Sicherheit.

Bei den Trapezblechen für die Stirnwände werden zunächst mit einem Sonderwerkzeug die Sicken gefertigt, die vor allem dazu dienen, die Stabilität des Bauteils zu erhöhen. Nach einem Werkzeugwechsel werden dann rechts und links die Abkantungen vorgenommen, wozu das Blech mehrfach gedreht und gewendet werden muss.

Die hier verwendete spezielle Stahlsorte weist eine sehr hohe Rückfederung auf, die das Abkanten nicht gerade erleichtert. Der Werkstoff ermöglicht es, dass auch bei größeren Verformungen die Stirnwand wieder in ihre Ausgangsform zurückkehrt. Mit der Biegegenauigkeit gibt es laut Hubert Eilers keine Probleme: „Die Konstanz der Winkel ist von der ersten bis zur letzten Biegung gegeben“.

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