Foto: Astes4

Automatisierung

Automatisch Sortieren im 24/7-Betrieb

Im 24/7-Betrieb bietet VSMI alle Arbeitsschritte der Prozesskette Blech. Entnahme und Sortieren der Laserschneidteile übernehmen FMS-Systeme von Astes4.

Mit zwei FMS-Systemen der Schweizer Astes4 arbeitet VSMI weitgehend automatisch beim Beladen zweier Lasermaschinen sowie beim Absortieren von Laserschneidteilen. "Wenn ich manchmal am Wochenende durch die leere Halle gehe und sehe, wie die Maschinen alleine arbeiten, dann bin ich richtig froh“, sagt Guido Wensink, Werkleiter beim holländischen Blechbearbeiter VSMI in Varsseveld. „Was hatten wir früher für eine harte Arbeit, wenn wir die Schneidteile aus den Restgittern herauslösen mussten. Manche Teile wogen bis zu 100 Kilo. Das ging sehr auf den Rücken.“ Heute schonen die Mitarbeiter ihre Rücken und widmen sich stattdessen anspruchsvolleren Tätigkeiten, denn
das Herauslösen und Absortieren der Zuschnittteile übernehmen an zwei von insgesamt sechs Laseranlagen je ein Belade- und Sortiersystem Astes4Sort, das die Hersteller von Astes4 als intelligentes FMS (Smart Manufacturing System) bezeichnen.

Entwicklung zum smarten Blechbearbeiter

VSMI, ehemals Nijman-Arentsen, ist seit mehr als 40 Jahren auf die Bearbeitung von Edelstahlblechen spezialisiert. Polierte, gebürstete und orbital bearbeitete Blechteile – einzeln oder als komplette Baugruppe – fertigt das Unternehmen für Abnehmer in allen relevanten Branchen, beispielsweise im Medizinsektor, aber auch im Sanitär- und Küchenbau sowie im Maschinen-, Geräte- und Automatenbau. Zunehmend werden auch Märkte im holländischen Ausland bedient. Das Leistungsspektrum ist breit und reicht von der Unterstützung bei der Produktentwicklung über das Schneiden und Biegen von Blechteilen bis zur Schweißgruppenfertigung, Oberflächenveredelung und Endmontage. Laseranlagen, Abkantpressen und roboterautomatisierte Biegezellen sowie Schweißzellen sind auf den großzügigen 12.000 m2 Fertigungsfläche untergebracht. „Wir fahren 24/7“, sagt Wensink, „und da ist schon wegen des Fachkräftemangels ein hoher Automatisierungsgrad unerlässlich.“ Und das umso mehr, weil VSMI seit rund zwei Jahren einen Onlineshop betreibt. Hier erhalten die Anwender nach Upload der Bauteildaten sofort ein Angebot. Bei Auftragserteilung wird dieser mannarm automatisch bearbeitet und durch die Fertigung geführt. Ende des Jahres soll ein ähnlicher Webshop für Biegeteile an den Start gehen. Und damit erklärt sich dann auch der Name VSMI als „Varsseveld Smart Industry“.

Zentrales automatisches Lagersystem mit direkter Anbindung

Zentrales Element der Fertigung bei VSMI ist ein vollautomatisches Lagersystem mit 421 Lagerplätzen und einem ausgeklügelten Softwaresystem. Die Maschinen sind direkt an dieses Lager angebunden.

So übernehmen die beiden Astes4Sort an den Lasermaschine das Rohmaterial automatisch über eine Schleuse direkt aus dem Lager und übergeben es an die jeweilige Laserschneidmaschine. Ebenso erledigen die Astes4Sort das Herauslösen und das sortierte Abstapeln der Schneidteile vom Wechseltisch der Laseranlage vollautomatisch. Und zwar so, dass die Teile wiederum über die Schleuse direkt im Zentrallager eingelagert werden. „Damit sind geschnittene Teile sofort nach dem Schneiden identifizierbar und sie stehen direkt für die Weiterbearbeitung auf anderen Arbeitsstationen zur Verfügung. Das erlaubt Fertigung just-in-time“, erläutert Wensink den Ablauf. „Und das ERP-System hat jederzeit den Überblick.“

Kartesischer Roboter im Einsatz

Astes4Sort ist eine intelligente FMS-Lösung, die als eine Art kartesischer Roboter bezeichnet wird. Das System besteht aus vier senkrecht wirkenden Greiferarmen, die jeweils paarweise an zwei Portalen in einer gemeinsamen Struktur montiert sind. Die Greiferarme auf den Portalen sowie die Portale selbst können separat verfahren. Damit ergeben sich vielfältige Möglichkeiten, die Greiferarme einzeln, parallel oder kombiniert einzusetzen. Handhaben könnte das System Teile bis 6 m Länge, 3.500 mm Breite und 20 mm Dicke. VSMI reizt das nicht aus, denn hier werden maximal Blechtafeln bis 3.000 mm x 1.500 mm x 15 mm eingesetzt.

Für die Entnahme der Schneidteile sind bei der Geometrie und Kontur keine Einschränkungen vorgegeben. Dafür sorgen die flexiblen Greiferarme, die kompliziert konturierte Werkstücke mit zwei Synchrongreifern in der korrekten Position halten und so zuverlässig und unabhängig von der Materialverschachtelung herauslösen und stapeln.

Die Greiferwerkzeuge am elektropneumatischen Greifsystem sind austauschbar und werden automatisch gewechselt. Dabei können neben dem herkömmlichen Vakuumsauggreifer auch Magnetgreifer eingesetzt werden, die selbst dicke Fe-Bleche mit einer Vielzahl von Löchern zuverlässig handhaben. Der Clou am System ist allerdings die Software, denn sie steuert das Werkzeugmagazin und alle Systemfunktionen. Die Steuerungssoftware entscheidet abhängig von der Teilegröße und der Geschwindigkeit des Arbeitsflusses, wie viele der vier Greifer zum Einsatz kommen. Ebenso erledigt sie die Anwahl des Werkzeugs, des Ansetzpunktes für die Entnahme des Werkstücks und des Ablagepunktes. Manuelle Änderungen durch den Bediener sind über die einfache Bedienoberfläche der Software möglich. Programmiert werden muss dazu nichts.

Nach der Programmierung der Laseranlage wird ein XML-File erzeugt und an Astes4Sort überspielt. Dort wird dann automatisch ein Sortierprogramm erzeugt. „Das ist zu 99 Prozent gut“, sagt Guido Wensink. Denn beim Sortierprogramm entscheidet die Software abhängig von der Tafelbelegung selbst, wie die Teile herausgelöst und abgelegt werden, welche Wege gefahren werden und ob die Greiferarme separat oder gemeinsam arbeiten. Man habe aber die Möglichkeit, etwas zu ändern.

Funktions- und Sicherheitskontrollen im System sorgen dafür, dass das System im mannlosen Betrieb tatsächlich zuverlässig arbeitet. Dabei wird über die Software die geometrische Komplexität der Werkstücke, ihr Gewicht und die Materialstärke „aktiv kontrolliert“. Auf diese Weise wird dafür gesorgt, dass alle gelaserten Teile – die auch durch alle vier Greifer kombiniert angehoben werden können – aus dem verbleibenden Rahmen entnommen werden.

Vernetzte Softwaresysteme

Insgesamt habe sich Astes4Sort sowohl an die verschiedenen Laserschneidanlagen als auch an des gesamte Softwaresystem vergleichsweise einfach anbinden lassen. „Die Firmen Astes4, Profilsystem, Radan, Prima Power, TUWI und zum Teil auch ISAH haben die Schnittstellen aufeinander abgestimmt“, erklärt Guido Wensink rückblickend.

Insgesamt sei der Produktivitätsgewinn alleine durch die beiden Astes4Sort-System deutlich zu sehen. „Vor Astes4Sort haben wir die beiden Laseranlagen in zwei Schichten mit je drei Mann gefahren. Seit wir Astes4Sort einsetzen, fahren wir eine Schicht mit zwei und eine Schicht mit drei Mann“, berichtet Wensink. Die dritte Schicht läuft mannlos. Und die freigewordenen Mitarbeiter könne man nun besser einsetzen an Orten, wo sie mehr benötigt werden.

VSMI zählt zu den Unternehmen, die relativ früh auf Astes4 und das FMS des Schweizer Unternehmen gesetzt haben. „Unsere beiden Systeme haben die Baunummern 5 und 20“, sagt Wensink. Und trotzdem sehen beiden Astes4Sort sehr verschieden aus, zumal das zweite System deutlich weniger Grundfläche benötigt als das erste – bei gleicher Leistung und identischen Funktionen. „Das erste System haben wir zusammen mit Astes4 sozusagen auf der grünen Wiese geplant“, erläutert Wensink. „Wir haben vorsichtig geplant, so dass alles etwas größer geworden ist.“ In die Konfiguration des zweiten Systems sind dann die Erfahrungen aus dem Betrieb eingeflossen und vieles konnte kompakter gestaltet werden.“ Die Mannschaft von Astes4 habe sich dabei sehr flexibel gezeigt. Überhaupt sei die Zusammenarbeit mit dem Schweizer Unternehmen problemlos, auch im Störungsfall. Länger als einen halben Tag habe es nie gedauert.

„Astes4 hat sich in der Zusammenarbeit sehr engagiert und war jederzeit bereit, auf Anregungen und Wünsche einzugehen“, betont Wensink noch.

von Volker Albrecht

www.astes4.ch
www.vsmi.nl

Automatisierung

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