Flexible Fertigung für die individuelle Werkbank

Werkbänke gehören zwar zum Standard in jeder Werkstatt, sind aber alles andere als Standardteile, weshalb die Anton Kessel GmbH in Andelfingen in ihrer Blechfertigung ein flexibles automatisiertes Fertigungssystem von Salvagnini einsetzt.

Heute werden individuelle Werkbänke verlangt, abgestimmt auf die Kundenwünsche nach Größe, Design, Farbe oder Aufbau. Auf diesen Trend hat sich die Anton Kessel GmbH in Andelfingen eingestellt und fertigt Werkbänke und Betriebseinrichtungen in zigtausend Varianten jeweils auftragsbezogen und mit kurzen Lieferzeiten. Möglich wird dies durch das flexible Salvagnini-System, das einen Lagerturm, eine CNC-Stanzmaschine S4, eine Logistikstation mit einem kartesischem Laderoboter und einer Lagerstation sowie zwei parallel arbeitende Biegezentren P4 verkettet.

Auf den ersten Blick würde man diese ungewöhnliche Blechfertigungslinie hier gar nicht vermuten, denn das Werksgelände wird beherrscht von Holz, denn seine Qualität sichert das seit 1888 bestehende Unternehmen durch eine traditionell ausgeprägte Fertigungstiefe in der Holzbearbeitung. In die Blechbearbeitung ist man erst in den 1970er Jahren eingestiegen, als man Werkbänke mit Stahlkorpus in das Programm aufnahm. Vorher waren es ausnahmslos Werkbänke in Vollholzausführung, mit denen das Unternehmen seit den 1950er Jahren Industrie, Handwerk und Schulen belieferte.

Die damalige Blechfertigung war bis zum Ende der 1990er Jahre vor allem auf Serienfertigung ausgerichtet. Zuschnitte wurden auf einer hydraulischen 400-t-Presse in Großserien gefertigt und später auf manuellen Abkantpressen gebogen. „Anfang der 2000er Jahre stand dann eine Neuinvestition an, denn die hydraulische Presse war 20 Jahre in Betrieb und hatte erste Probleme. Bei einer solchen Investition überlegt man dann schon, ob man angesichts einer geänderten Marktlage so weitermacht wie bisher, oder ob man auf eine flexiblere Produktion umstellt“, erinnert sich Odilo Maissenhälter, Geschäftsführer der Anton Kessel GmbH.

Der Fachhandel, über den die Werkbänke bis heute vertrieben werden, forderte mehr Vielfalt bei den Größen der Werkbänke und mehr Möglichkeiten zu einer individuelleren Ausgestaltung. Die Investitionsentscheidung fiel dann zugunsten einer flexiblen CNC-gesteuerten Stanz-Nibbelmaschine der Baureihe S4 von Salvagnini, die 2002 installiert und 2007 dann an ein Salvagnini-Biegezentrum P4 angebunden und zu einer direkten Linie ohne Zwischenpuffer verkettet wurde.

„Diese Salvagnini-Linie hat uns seinerzeit in die Lage versetzt, neue Produkte zu generieren und wirtschaftlich herzustellen. Und mit jeder erkannten neuen Möglichkeit der Anlage wurden die Konstrukteure auch experimentierfreudiger. So haben wir uns vom reinen Werkbankhersteller hin zum Systemlieferanten entwickelt“, berichtet Vertriebsleiter Wolfgang Maile. Es entstanden neue Modelle und Designs, die Variantenvielfalt wuchs und man begann für die Eigenmarken einiger Händler Werkbänke in speziellen Designs zu entwickeln und zu fertigen. Das Angebot wurde mit den Möglichkeiten der Stanz-Biegelinie deutlich erweitert. „Nicht unsere Anforderungen haben uns zur Salvagnini-Technik geführt, sondern mit der Salvagnini-Anlage haben wir uns im konstruktiven Bereich deutlich weiterentwickelt“, resümiert Odilo Maissenhälter.

2014 wurde die direkt verkettete Linie durch ein Flexibles Fertigungssystem (FMS) ersetzt. „Wir haben dann in eine komplette Linie mit einem Lagerturm, einer CNC-Stanzmaschine, einem kartesischem Laderoboter samt Lagerplätzen sowie einem Biegezentrum P4 investiert“, erläutert Betriebsleiter Jürgen Lichtner. „Das System lief gut, reibungslos und produktiv.“

Mit den Möglichkeit des Laderoboters und den Lagerplätzen produzierte die Stanzmaschine in der dritten Schicht mannlos Platinen vor und pufferte sie auf zwei Lagerplätzen. Von dort wurden sie dann tagsüber im personell besetzten Zweischichtbetrieb wieder in das Biegezentrum eingeschleust. Produktvielfalt und Produktionsmenge wuchsen mit dem Erfolg, und 2016 lief die Stanzmaschine zwischen 4.000 und 5.000 Stunden pro Jahr. Ebenso wurde das Biegezentrum mit 4.000 Betriebsstunden im Jahr teils im Dreischichtbetrieb eingesetzt.

Vollauslastung – und das bei einer ausgeprägt hohen Produktivität der Salvagnini-Technik, denn die gesamte Produktion von der Stanze bis zur Biegelinie läuft auch bei Produktwechseln ohne manuelles Rüsten. Jedes Biegeteil ist sofort ein Gutteil, dafür sorgen die MAC-2.0-Funktionen und Sensoren, die sowohl die tatsächliche Blechdicke als auch die tatsächliche Festigkeit des aufliegenden Bauteils erfassen und die Biegeprogramm entsprechend anpassen. Zusatzfunktionen wie die automatischen CLA-SIM-Werkzeuge zum Biegen von vorgeprägten Zuschnitten oder auch die Option Punch & Cut, mit der Bauteile auf der Biegemaschine getrennt werden, erleichtern die Fertigung.

Bei der Anton Kessel GmbH arbeitet man zudem mit speziellen Niederhalterwerkzeugen, mit denen vorgeprägte Schubladenteile gebogen werden. „Diese Werkzeuge wurden speziell für uns angefertigt. Wenn einer dieser Niederhalter kaputtgeht, dann steht die Maschine für vier Wochen, bis diese Teile nachgefertigt sind“, schätzt Jürgen Lichtner. „Deshalb wurde in dieser Zeit klar: Wir brauchen eine zweite Maschine, einmal wegen der Absicherung und einmal, um unser Kapazitäten zu erweitern.“

Zu diesem Zweck wurde ein zweites Biegezentrum als 1:1-Kopie des ersten geordert. Größe, Länge, Konzeption und Werkzeugbestückung sind identisch. Beide Biegezentren sind so ausgestattet, dass die komplette Produktion über jede der Maschinen laufen kann, ohne dass etwas an den Niederhaltern oder Hilfswerkzeugen manuell umgebaut werden müsste. Beide Maschinen rüsten sich vollautomatisch selbst.

Das zweite Biegezentrum ist bei der Anton Kessel GmbH allerdings bei nicht als Stand-alone-System installiert, sondern parallel zur ersten Biegemaschine komplett in die Linie integriert und über den Laderoboter angebunden. Die Laufbahn des kartesischen Laderoboters wurde dazu so verlängert, dass er beide Biegezentren erreicht, und die Zahl der Stapelplätze auf 4 erhöht. Damit versorgt die CNC-Stanzmaschine S4 beide Biegemaschinen P4 automatisch. „Eine zweite Stanzmaschine wäre zwar schön“, verrät Lichtner, „ist aber derzeit nicht möglich. So war es eine Frage der Risikoabwägung, was wir machen.“

An der Stanzmaschine werden nur Standardteile beispielsweise im Stanzkopf eingesetzt. Wenn dort etwas kaputt gehe, dann lasse sich das innerhalb von zwei Wochen ersetzen. Außerdem lassen sich Stanzteile einfach bei externen Lieferanten besorgen – komplizierten Biegeteile, wie sie für Anke-Werkbänke gebraucht werden, aber nicht.

„Wir fertigen heute fünf, sechs, sieben Baureihen. Kundenspezifische Modelle entstehen bei uns durch die Kombination von standardisierten Bauteilen mit kundenspezifischen Teilen. Wir haben verschiedene Gehäusegrößen, dazu kommen Schubladen und Fronten in teils unterschiedlichen Designs. Es gibt Standard-, Schwerlast- und Kombiwerkbänke; dann kommen noch die XXL-Werkbänke mit besonders breiten Schubkästen dazu. Und für all diese Baureihen gibt es verschiedene Frontdesigns, mit Türen oder Schubladenblenden im kundenspezifischen Design. Wir bieten da einen relativ breiten Mix an“, beschreibt Odilo Maissenhälter das Angebot.

Eine Serienfertigung und ein Abverkauf ab Lager ist bei dieser Variantenvielfalt nicht umsetzbar, wie Jürgen Lichtner erklärt: „Die Händler leiten ihre Aufträge an uns weiter und wir produzieren auftragsbezogen. Anders macht es keinen Sinn, denn die Standardwerkbank gibt es nicht mehr. Heute ist jede Werkbank, die wir produzieren, ein Unikum.“ Trotzdem sind die Lieferzeiten knapp bemessen, denn kein Kunde wartet gerne länger als drei Wochen auf seine Werkbank. Bei ausgewählten Artikel liege die Lieferzeit sogar im Bereich von Tagen.

Die Kapazitäten des Salvagnini-Fertigungssystems nutzt die Anton Kessel GmbH durch einen Mix aus Serienproduktion und Einzelteilfertigung. „Wir haben zwar eine kundenspezifische Fertigung, aber die setzt erst zu einem bestimmten Zeitpunkt ein. Für den Korpus werden gewisse Baugruppen in allen Baureihen verwendet. Diese standardisierten Bauteile wie Seitenwände, Mittelwände oder Böden, aber auch Schubladenteile produzieren wir in einem Kanban-System vor und puffern sie in Zwischenlagern, bevor sie in der Gehäusemontage gebraucht werden.“

Diese Zwischenlager werden unabhängig von aktuellen Aufträgen im laufenden Betrieb gefüllt, indem beispielsweise Standardteile als Füllteile auf Tafeln mitverschachtelt werden. Oder es werden über die Jahre optimierte Schachtelpläne mit Standardteilen in die Produktion eingeschoben, wenn sich die Zwischenlager leeren. „Damit optimieren wir Materialausnutzung der Blechtafeln. Denn die Materialausnutzung ist uns wichtig“, betont Jürgen Lichtner. Gearbeitet wird dabei meist mit Großformaten von 1.500 mm x 3.000 mm, aber auch mit Zwischenformaten.

Die größte Varianz in der Produktion erfordern die Frontteile und die Farbgestaltung. Beides liegt deshalb soweit wie möglich am Ende der Produktionskette, wo jeder Werkbank die jeweilige auftragsspezifische Frontvariante zugeordnet wird.

„Die Herausforderung bei dieser Konstellation ist die Auftragssteuerung“, sagt Jürgen Lichtner. Das Auftragssteuerungssystem von Salvagnini, das OPS, sei durchaus dafür ausgelegt und auch in der Lage, quasi selbst zu entscheiden, wann welches Stanzteil hergestellt, wo es abgelegt und auf welcher Biegemaschine es wann gebogen wird. In der täglichen Praxis hat sich bei der Anton Kessel GmbH allerdings ein anderes Vorgehen durchgesetzt. „In der Auftragssteuerung und bei der Frage ‚Wie bestücke ich die beiden Biegemaschinen mit Materialien?‘ mussten wir viel dazulernen“, betont der Betriebsleiter. „Da muss man sich gut überlegen: Was ist sinnvoll und wie geht das?“

Mittlerweile habe man klare Richtlinien gefunden, welche Bauteile auf welcher Biegemaschine bearbeitet werden. „So produzieren wir bestimmte Bauteile über Nacht vor und puffern sie. Diese Teile schleusen wir tagsüber bevorzugt in das neue Biegezentrum ein. Andere Teile, die direkt nach dem Stanzen gebogen werden, fahren wir bevorzugt über das ältere Biegezentrum, das auch in direkter Linie zur Stanz-Nibbelmaschine angeordnet ist.“

„Viele Kantungen, die wir auf der Salvagnini-Anlage machen, sind auf konventionellen Gesenkbiegepressen nicht machbar“, sagt Jürgen Lichtner. Die Möglichkeiten, die die Salvagnini-Technik bietet, wirkt sich oft unmittelbar auf die Qualität der Werkbänke aus. So werden beispielsweise durch bis zu 10-fache Kantungen versteifte Profile eingesetzt, die es unter anderem möglich machen, dass zum Beispiel Kastenwerkbänke mit bis zu 1,5  Gewicht belastet werden können (TÜV-GS geprüft bei 2,5-facher Sicherheit). Wo immer es möglich ist, werden zudem durch Biegungen Führungen oder Teile des Verschlusssystems in das Bauteil integriert.

„Ziel ist es, die Bauteile so komplex zu machen wie möglich. Statt vieler Einzelteile, die wir dann zusammensetzen, wollen wir möglichst viele Funktionen und Geometrien in einem Bauteil unterbringen“, erläutert Jürgen Lichtner. „Es geht darum, ein Bauteil möglichst komplett von der Maschine zu bekommen, ohne dass noch weitere Arbeitsgänge notwendig wären. Das haben wir in vielen Bereichen erreicht.“ Und zudem realisieren die Konstrukteure neue gestalterische Elemente.

Die Mitarbeiter in der Blechbearbeitung seien heute auf einem hohen Stand in der Nutzung der Salvagnini-Technik. Man habe anfangs die angebotenen Schulungen wahrgenommen und nutze natürlich auch heute den guten Support von Salvagnini in Österreich. „Wir bearbeiten das Thema Biegen jetzt seit 15 Jahren, und zwar mit einer relativ stabilen Mannschaft. Wir sind heute so fit, dass wir Teile auf der Maschine realisieren, von denen selbst die Salvagnini-Ingenieure nicht wussten, dass es machbar ist“, erzählt der Betriebsleiter. „Und mit jeder neuen P4 eröffnen sich neue Möglichkeiten.“

Diese Potenziale könne man nur ausschöpfen, wenn die Mitarbeiter entsprechend engagiert seien, weiß Odilo Maissenhälter. Die Mitarbeiter müssten sich mit der Anlage identifizieren und auseinandersetzen. „Das geht im Service und in der täglichen Anwendung los. An einer derart komplexen Anlage vergeht kaum ein Tag – und das ist jetzt nichts Schlechtes gegen Salvagnini – an dem nicht irgendetwas ist“ , ergänzt Jürgen Lichtner. Meist seien es Kleinigkeiten, wie etwa ein veschmutzter Sensor, aber wenn man da jedesmal den Salvagnini-Kundendienst hole, würde es nicht funktionieren. Derartige Probleme müssten die Mitarbeiter selbst beheben können. Dazu müssen sie sich mit der Maschine auseinandersetzen und dazu gehöre auch die Kommunikation mit dem Service von Salvagnini.

Mittlerweile ist die Anton Kessel GmbH mit der Anlage zusätzlich als Lohnfertiger aktiv und produziert beispielsweise für einen Regalhersteller Tablare in unterschiedlichen Größen und Blechdicken. Diese Fremdaufträge werden in den normalen Betriebsablauf eingeschleust, ohne dass darunter die eigene Fertigung leidet. So kann auch in Krisenzeiten die Anlage ausgelastet werden.

„Die Lohnfertigung werden wir in Zukunft auf jedenfall im Blick behalten“, sagt Odilo Maissenhälter. Ansonsten setzt er auf die Weiterentwicklung des eigenen Programms. „Wir wollen hin zu weiteren individualisierten Produkten, weg von der Massenware, die jeder machen kann und zwar überall auf der Welt.“ Die Salvagnini-Anlage bietet dazu alle Möglichkeiten.