Wenn die Aufgabe lautet, innovative Verbindungstechnik und moderne Handhabungstechnik so miteinander zu kombinieren, dass am Ende eine vollautomatische Anlagenlösung steht, die einen kompletten Montageprozess hocheffizient abdeckt, dann ist der Sondermaschinenbauer Inotec AP in seinem Element. Zum Beispiel, wenn es um die Produktion sehr großer Verkehrsschilder und Hinweistafeln geht – von der Art, wie wir sie von unseren Autobahnen oder Bundesstraßen kennen.
Noch größere Segmente waren gefragt
Entstehungsort dieser Großformatschilder ist oft Weilheim, wo die Bremicker Verkehrstechnik GmbH ihr Stammwerk hat, einer der führenden deutschen Hersteller auf diesem Gebiet. Hier entstehen die mächtigen Leittafeln durch die Zusammensetzung einzelner Aluminiumblech-Segmente, die überall dort, wo es montagetechnisch und statisch erforderlich ist, rückseitig mit Aluminiumprofilen verstärkt sind. Meist an den Rändern, oft auch innerhalb der Flächen, immer aber – und das ist der entscheidende Punkt – mit höchster Genauigkeit.
Etwa Mitte 2017 entstand in Weilheim die Idee, zukünftig noch weitaus größere Segmente als bisher vorzufertigen, damit die Schilder vor Ort schneller endmontiert werden können. Dazu benötige man jedoch eine hocheffiziente und hinsichtlich der eingesetzten Fügetechnik absolut präzise und prozesssicher agierende Fertigungsanlage. Mit dieser recht komplexen Aufgabestellung wandte sich der Schilderbauer an die Automatisierungsspezialisten von Inotec AP.
Automatisierung rund um die Niettechnik
„Wir mussten in diesem Fall eine ganze Reihe projektspezifischer Besonderheiten im Auge behalten. Dazu zählten zum Beispiel die sehr hohe Genauigkeitsanforderungen an die eingesetzte Verbindungstechnik, strenge Sicherheitsvorgaben und der Wunsch des Kunden nach einer besonders bedienerfreundlichen Lösung“, erinnert sich Ralf Roth, der Co-Geschäftsführer von Inotec AP.
Aufgrund der stattlichen Abmessungen der zu verarbeitenden Werkstücke war zudem von Anfang an klar, dass die neue Anlage raumgreifende Dimensionen haben würde. Infolgedessen war auch zu berücksichtigen, dass sie sich für den Transport von Wettenberg nach Weilheim einfach demontieren lassen musste.
Eine Lösung mit neuem Ansatz
Die Ingenieure von Inotec AP arbeiteten sich tief in die Materie ein und konnten dem Kunden nach etwa drei Monaten ihr Ergebnis präsentieren: Eine Zwei-Anlagen-Komplettlösung, mit der sich mehrere Meter lange Aluminiumprofile schnell und präzise auf die Rückseiten großer Alublech-Tafeln mit Dicken von bis 4,0 mm und Abmessungen von bis zu 4.000 x 4.000 mm aufbringen lassen.
Das Besondere: Während sich die eine Anlage der Herstellung sämtlicher Randverstärkungen widmet, ist die andere Anlage auf die Befestigung der innerhalb der Tafelflächen verlaufenden Aussteifungen spezialisiert. Das fertigungs- bzw. verbindungstechnische Zentrum beider Anlagen bilden zwei Nietsysteme von Böllhoff. Sie wurden von Inotec AP steuerungs- und verfahrenstechnisch zu einer Systemumgebung integriert, in der sie im Zusammenspiel mit Servoantrieben, Linearführungen, Hydrauliksystemen und einigen projektspezifisch entwickelten Handling-Komponenten die vollautomatische Herstellung außergewöhnlich großer Schildersegmente ermöglichen.
Beide Anlagen sind komfortabel zu bedienen und verfügen über eine umfangreiche Sicherheitstechnik – etwa mit Lichtgittern überwachte Umhausungen. Dennoch zeigen sie sich rundum gut zugänglich und erlauben die einfache Zu- und Abführung der Blechtafeln und Profile.
Passgenau und spaltfrei
In der Randverstärkungsanlage geht es darum, bis zu 4.000 mm lange Aluminiumprofile mit maximaler Positions- und Wiederholgenauigkeit auf die äußeren Ränder der Blechtafeln zu nieten. Die Anforderungen an die Präzision sind hier deswegen so hoch, weil viele der Randprofile beim späteren Zusammenbau der Schildersegmente auch die Stoßstellen der Montage bilden. Ralf Roth, Co-Geschäftsführer von Inotec AP, erklärt: „Die Profile müssen sich vor Ort passgenau und spaltfrei miteinander verschrauben lassen und dürfen kein Blendlicht von hinten durchdringen lassen. Es muss also jeder Niet absolut genau sitzen.“
Damit dies gelingt, wird jede Aluminiumtafel zunächst auf dem großen Bürstentisch der Anlage oberflächenschonend abgelegt und pneumatisch exakt fixiert. Nach der Auflage des richtigen Profils – es gibt verschiedene Typen für Stoß- und Außenkanten – definiert der Werker die Distanz der Nietstrecke und die Abstände der Nietpunkte. Ab dem Augenblick, an dem er den Setzkopf der Nietmaschine auf Startposition gestellt hat, geschieht dann alles Weitere vollautomatisch: Servomotorisch angetrieben über eine Zahnriemenachse fährt die Nietzange mit einer Positioniergenauigkeit von +/- 0,25 mm an dem aufgelegten Profil entlang und setzt dabei Niet für Niet an die vorgesehene Stelle.
Damit jeder Nietvorgang absolut wiederholgenau ausgeführt wird, spannt eine von intotec AP entwickelte Klemmeinheit das Profil bei jeder Nietung ein und sorgt dafür, dass es nicht verrutschen kann. Ist ein Durchlauf abgeschlossen, fährt der Setzkopf zurück und die Anlage gibt die fertige Einheit von Profil und Blechtafel wieder frei.
Kein Vorbohren und weniger Nietpunkte
Beim eingesetzten Nietverfahren handelt es sich um das Böllhoff Stanznieten. „Für Bremicker Verkehrstechnik war der Einsatz dieses Verfahrens eine Premiere, an die man große Erwartungen knüpfte. Schon in den ersten Testläufen wurden diese aber erfüllt“, berichtet Geschäftsführer Ralf Roth.
Bei den Stanznieten-Systemen von Böllhoff erfolgt die Zuführung der Niete kontinuierlich über einen Gurt direkt in die Nietzange und es wird in das volle Material der beiden Einzelteile genietet. „Das geschieht allerdings ohne Durchdringung des Materials. Denn mit einer Gegenlage in der Nietzange wird der Niet wie ein Druckknopf ausgeformt“, erläutert Ralf Roth. Infolgedessen wird weder das Material geschwächt noch ist zeitaufwändiges Vorbohren erforderlich.
Das von Inotec AP in der neuen Anlage eingesetzte Stanznieten bietet für den Kunden also deutliche Qualitäts- und Effizienzvorteile. Es entfällt sowohl der Zeitaufwand für das Vorbohren als auch für das erneute Ausrichten der einzelnen Elemente. „Außerdem konnte die Anzahl der Verbindungspunkte deutlich reduziert werden. Daher läuft der gesamte Bearbeitungsprozess wesentlich schneller ab“, betont Ralf Roth.
Koloss mit großer Reichweite
In ihrer Konstruktion ähnlich aufgebaut wie die Randverstärkungsanlage ist auch die zweite Komplettlösung von Inotec AP zum Vernieten der innerhalb der Aluminiumplatten verlaufenden Aussteifungsprofile. Der wichtigste Unterschied fällt allerdings sofort ins Auge: Eine mächtige, fast 800 kg schwere Nietzange, deren ausladende Bügel weit in die Flächen der Blechtafeln hineinreichen. „Dieser gusseiserne Koloss ist ebenfalls eine der Stanznietmaschinen des Systempartners Böllhoff. Sie arbeitet grundsätzlich nach dem gleichen Prinzip wie die Nietmaschine der ersten Anlage, kann aber dank ihrer großen Zange tief in das Material einfahren. Der Kunde benötigt dadurch weder ein Dreh-Schwenksystem für die Blechtafeln noch eine Portalanlage für das Setzen der Niete. Insgesamt ist das also eine recht kompakte Automationslösung“, betont Ralf Roth.
Drehbarer Nietkopf für mehr Flexibilität
Wie bei der ersten Anlage, so bewegt sich die Nietzange auch hier in einer servomotorisch angetriebenen Achse, die mit hoher Genauigkeit angesteuert wird. Allerdings wird das System in diesem Fall entlang einer Zahnstange verfahren. Die Vorpositionierung führt der Werker komfortabel per Joystick aus. Und wieder gilt: Nachdem Nietstrecke, Nietabstände und Startpunkt definiert sind, erfolgt der weitere Nietprozess vollautomatisch. Damit dabei auch das Befestigen von Quer- und Längsprofilen einfach und mit hoher Präzision ausgeführt werden kann, entwickelte Inotec AP einen drehbaren Nietkopf, der alle definierten Nietpunkte erreichen kann. So erweist sich die große Nietzange trotz ihres Gewichts als überaus flexibles Werkzeug.
Die neue Doppellösung von Inotec AP wurde vor wenigen Wochen ausgeliefert. Nach der Inbetriebnahme und einigen Detailanpassungen wird sie in der Schilderfertigung der Bremicker Verkehrstechnik GmbH viele Tausend Niete setzen – vollautomatisch und mit hoher Genauigkeit. In Wettenberg hingegen arbeitet man bereits am nächsten Kundenprojekt. Auch dabei geht es wieder um die steuerungs- und handhabungstechnische Integration der Stanzniettechnik von Böllhoff in eine vollautomatisierte Systemumgebung.