Laser-Blanking: materialsparend in Großserie schneiden

Gemeinsam mit hochkarätigen Projektpartnern hat Trumpf eine hochautomatisierte Laseranlage für die Blechbearbeitung entwickelt, die mittels Laser-Blanking-Verfahren bis zu 25 t aufgerolltes Blech ohne menschliches Zutun vollständig verarbeiten kann. Damit ist die Neuentwicklung  insbesondere für Hersteller größerer Serien interessant, wie beispielsweise Automobilzulieferer, Schaltschrankbauer oder Produzenten von Lüftungs- und Klimaanlagen. „Eigentlich nutzen Hersteller von Großserien oft Pressen zur Blechbearbeitung. Für jede kleine Anpassung ihrer Komponenten brauchen sie dann aber ein angepasstes oder gar neues Werkzeug, was viel Zeit in Anspruch nimmt und Geld kostet. Weil die Stückzahlen einzelner Serien in vielen Bereichen der Industrie deutlich zurückgehen, ist eine solche Umstellung kosten- und zeitintensiv. Mit dem Laser funktionieren solche Umstellungen ohne neues Werkzeug und damit deutlich flexibler, einfacher, schneller und preisgünstiger“, sagt Oliver Müllerschön, für die Anlage zuständiger Projektverantwortlicher bei Trumpf.

Trumpf hat die neue Anlage in Kooperation mit dem Technologiekonzern Siemens und dem Maschinenbauunternehmen Arku entwickelt. Gemeinsam mit Trumpf zeichnet sich Siemens für die Steuerung und Arku für das Coil-System verantwortlich.

Im Vergleich zu herkömmlichen Pressen zur Blechbearbeitung reduzieren sich mit der neuen Anlage die Bau- und Logistikkosten merklich. Durch den Wegfall der Werkzeugkosten, optimale Materialausnutzung, reduzierte Montagekosten und eine hohe Flexibilität in der Produktion steigt die Rentabilität in der Produktion deutlich. Der veränderte Materialfluss gegenüber herkömmlichen 2D-Lasermaschinen führt zu deutlich geringeren Taktzeiten und neuen Automatisierungsmöglichkeiten bei großen Produktionsserien. Die Anlage lässt sich flexibel für jegliche Konturen einsetzen. Die Blechteile lassen sich durch unterschiedliche Winkelanordnungen aller Konturen im Vergleich zu konventionelle Pressenlinien optimal verschachteln. Damit lassen sich bis zu 30 % Material einsparen. Die Anlage ist für den Dünnblechbereich ausgelegt und schafft Blechdicken bis zu 4 mm beziehungsweise je nach Coil-Breite auch bis zu 6 mm.

Die Produktionsanlage ist vollständig automatisiert. Beim Schneiden des Blechs sorgt beispielsweise das neuartige Blechtransportsystem für einen besonders schnellen Materialdurchlauf, so dass sich die Produktivität deutlich erhöht. Zudem nutzt die Anlage viele bewährte Funktionen von Trumpf. Beispielsweise sorgt „Smart Collision Prevention“ dafür, dass verkippte Blechteile den Laserschneidkopf nicht beschädigen. Die Funktion „Highspeed Eco“ sorgt für überdurchschnittliche Geschwindigkeit beim Schneidprozess. Die gesamte Anlage lässt sich vom Coil bis zur Ablage der Blechteile auf Paletten bequem von einem Bedienmodul aus überwachen und steuern. Die Entnahme- und die Ablagepositionen des Blechs werden beispielsweise automatisch programmiert und auf dem Bildschirm angezeigt. Das tragbare Bedienmodul lässt sich für Einrichtungs- und Servicezwecke an allen zentralen Punkten der Anlage nutzen.

Ein Roboter zum Entladen des Gesamtsystems sorgt für schnelles und zuverlässiges Entnehmen der Blechteile. Die Software Tru Tops Boost berechnet die Eingangsdaten für vorgefertigte Zyklen/Teileprogramme, die auf der Sinumerik ablaufen. Der Anwender muss sich deshalb nicht um spezifische Roboterbewegungen oder deren Programmierung kümmern. Dadurch sind keine besonderen Vorkenntnisse oder Schulungen für das Handling des Roboters notwendig. Für die Steuerung der Entladung, bestehend aus Tragleistenband und Roboter, kooperierte Trumpf mit Siemens. Hierbei kommt unter anderem die neue Steuerungssoftware CNC Sinumerik One zum Einsatz, die vollständig im TIA Portal integriert ist. Das TIA Portal bildet den zentralen Bestandteil eines durchgängig digitalen Engineering-Prozesses. Mit den Daten aus dem TIA Portal lässt sich via Create My Virtual Machine der digitale Zwilling der Automatisierung abbilden. Durch das digitale Abbild der Steuerung, des Maschinenverhaltens sowie der Kinematik lässt sich die Anlage direkt aus dem TIA Portal heraus virtuell testen und in Betrieb nehmen.

„Die Sinumerik One ist das Kernelement für die globale Transformation der Werkzeugmaschinenindustrie und für eine zukunftssichere Fertigung in der zunehmend digitalisierten Industrie. Durch das nahtlose Zusammenspiel von virtuellem und realem Portfolio ermöglicht die Sinumerik One Maschinenbauenden wie Trumpf eine signifikante Reduzierung der Markteinführungszeiten, und Anwendenden eine Steigerung der Maschinenperformance“, erklärt Uwe Ruttkamp, Leiter Machine Tool Systems bei Siemens. Arku, der Baden-Badener Spezialist für Richtmaschinen, entwickelte das Lademodul. Es fasst Coils mit bis zu 2.150 mm Breite und lässt sich mit verschiedenen Materialien bestücken. Der Verkauf der Anlage soll 2022 starten.