Mit System zum vollautomatisierten Schneidprozess

Als eine der modernsten Lüftungsspenglereien der Schweiz hat sich die Imgürth AG auf Sonderanfertigung von Systemen nach Maß spezialisiert. Und trotz ausgewiesener Expertise steht das Unternehmen in seinem Markt im Preiskampf mit Anbietern aus osteuropäischen Ländern. Die Lösung liegt in einer automatisierten, kostenoptimierten Fertigung, um im Wettbewerb konkurrenzfähig zu bleiben. Entsprechend hat das Unternehmen im Jahr 2016 investiert: In einen Neubau und in die Fertigung. Dazu gehört als zentrales Element die Vollautomatisierung des Laserzuschnitts mit einem System von Astes4. Das neue System belädt nicht nur die Laserschneidanlage vollautomatisch, es kommissioniert, sortiert und stapelt die Zuschnitte auch zuverlässig ab. Damit werden zusätzliche mannarme Schichten möglich, mit denen die Imgürth AG ihre Kapazität erhöht und Kosten senkt. Gleichzeitig bietet die kontrollierte, geordnete und rückverfolgbare Zuschnittfertigung Vorteile für die Fertigungsorganisation.

„Wir haben uns besonders auf Sonderanfertigungen von Luftleitungen nach Maß spezialisiert und fertigen zudem weitgehend genormte Bauteile für die Haustechnik an. Darüber hinaus bieten wir Bauherren oder Architekten kompetente Beratung vor Ort“, erläutert Thomas Bieri, der im Jahr 2012 die alleinige Geschäftsführung von seinem Vater Kurt übernommen hat.

Zur Wahrung der Flexiblität in der eigenen Produktion setzt man auf Fertigungstiefe. Dabei beherrscht man Kerntechnologien wie das Laserschneiden, Stanzen, Falzen und Biegen sowie Schweißen, Löten, Clinchen und Nieten allesamt selbst. Verarbeitet wird größtenteils sendzimirverzinktes Stahlblech aber auch Chromstahl, Aluminium, Kupfer oder weitere Buntmetalle in Blechdicken von 0,5 bis 3 mm.

„Die Technik hat auch vor unserem Geschäft nicht Halt gemacht. Es wird zwar immer noch sehr viel von Hand verarbeitet, um jedoch mit Mitbewerbern vor allem aus osteuropäischen Ländern preislich mithalten zu können, wurde in den letzten Jahren mehr und mehr auf eine maschinelle Fertigung umgestellt. Neben einer höheren Produktqualität ist gerade mit unserem hohen Lohnniveau in der Schweiz ein hoher Automatisierungsgrad der Produktion ein wesentlicher Faktor für Unternehmenserfolg“, bemerkt Bieri.

Um die Wettbewerbsfähigkeit zu wahren, entschied man sich im Jahr 2016 für einen Neubau der Produktionshalle bei gleichzeitiger Modernisierung der eigenen Fertigung. Die neue Halle wurde dabei mit zwei Etagen konzipiert, um im Erdgeschoß die bestehende Produktion 1:1 zu übernehmen und im ersten Stock mittelfristig eine vollautomatisierte Kanalfertigungsstraße zu realisieren. „Die voraussichtlich in einem Jahr realisierte Kanalstraße wird alle Fertigungsprozesse – vom Blechzuschnitt über das Umformen bis hin zu den Fügetechnologien wie Kleben, Clinchen und Schweißen – miteinander verbinden und auf eine beinahe mannlose Produktion von Kanälen mit einem Querschnitt von 1.500 mm x 1.500 mm und einer Länge von zwei Metern ausgelegt sein. Andere Dimensionen werden nach wie vor in der bestehenden Produktion hergestellt“, geht der Geschäftsführer ins Detail.

Als ersten und wichtigsten Schritt zur erfolgreichen Umsetzung dieses Projektes investierte man im Juli 2016 in eine Laserschneidlösung, in der eine 3 kW-Faserlaserschneidanlage von Bystronic vollautomatisiert aus einem über beide Etagen reichenden Trafö-Lagerturm mit Rohmaterial versorgt wird sowie die fertigen Blechzuschnitte sortiert, in der gewünschten Reihenfolge und Orientierung abgestapelt und wieder in das Lager zur weiteren Verwendung rückgeführt werden. Alternativ können die Teile auch auf individuelle Ablagestationen gelegt oder in Zukunft direkt dem Folgeprozess übergeben werden.

Das Herzstück der Anlage bildet das automatische Sortiersystem Astes4Sort, ein intelligentes FMS (Flexible Manufacturing System), das spezifisch zur vollständigen Automatisierung von Schneidprozessen konzipiert wurde. „Das von uns patentierte System Astes4Sort garantiert ein kommissioniertes, flexibles und effizientes Sortieren von 2D-geschnittenen Teilen und ist unabhängig von Schneidmaschinenherstellern. Es kann somit an die meisten Schneidsysteme – egal ob neu oder bereits bestehend – gekoppelt werden“, weiß Holger Kai Guttropf, Area Sales Manager bei Astes4. Dabei sind vier kartesische Greifer, die an einer Doppelportal-Struktur montiert sind, dafür zuständig, sowohl den Wechseltisch der Laseranlage mit Rohmaterial zu beladen als auch die geschnittenen Teile zu entnehmen und sortiert abzustapeln. Abhängig von der Teilegröße und der Geschwindigkeit des Arbeitsflusses entscheidet das System selbst, wie viele der vier Greifer zum Einsatz kommen.

„Da der Schachtelplan des jeweiligen Auftrags von Bysoft, der Programmiersoftware der Bystronic-Laseranlage, an die Software von Astes4Sort übergeben wird, weiß das System alles, was es für eine fehlerfreie Be- und Entladung wissen muss: die Position des Rohmaterials im Lagerturm, das Material, die Dicke und das Gewicht der Blechtafel und zudem die einzelnen Positionen der geschnittenen Teile“, so Bieri.

Das Greifersystem holt sich das Rohblech des jeweiligen Schneidauftrags aus der Übergabestation des Trafö-Lagerturms und belädt den Wechseltisch der Schneidanlage. Während die Blechtafel in den Schneidbereich einfährt und geschnitten wird, können hauptzeitparallel bereits die fertigen Teile des vorigen Auftrags vom Wechseltisch entnommen werden. Über ein Werkzeugwechselsystem stehen dafür neben den üblichen pneumatischen Sauggreifern auch magnetische Greifwerkzeuge zur Verfügung. Je nach Teilegröße, Materialart und -stärke wählt das System automatisch das dafür optimale Werkzeug, den Ansetzpunkt für die Entnahme und den Ablagepunkt auf der Palette. „Gerade bei schmalen Blechteilen haben Permanentmagnet- greifer einen großen Vorteil“, meint Bieri.

Nach der auftragsweisen Sortierung der Teile auf Paletten entfernt ein Restgitter-Rechen, der ebenfalls über die vier Greifer manipuliert wird, den sogenannten Blechschrott und entsorgt diesen in einer von zwei verfügbaren Restgitterschubladen, die ebenfalls im Lagerturm verstaut werden. Material, das für eine Wiederverwendung vorgesehen ist, kann auch automatisch nach Typ ausgesondert werden. „Sind die Schubladen voll, erhalten wir vom System ein Warnsignal. Daraufhin wird die volle Box mittels Schlitten, über den auch die Einlagerung des Rohmaterials erfolgt, im Erdgeschoß aus dem Turm ausgefahren, entleert und wieder zurückgelagert“, berichtet Bieri aus der Praxis.

Um eine neue Blechtafel nicht auf zurückgebliebenem Material abzulegen, detektiert abschließend ein Prüfbalken, der mit einer Metallbürste in der Länge des Arbeitsbereichs ausgestattet ist, noch eventuell auf dem Schneidtisch verbliebene Kleinteile und reinigt darüber hinaus die Oberfläche des Tisches. „Gerade für mannlose Schichten in der Nacht ist es wichtig, dass der Tisch garantiert leer ist“, so der Geschäftsführer.

Um auch das bisweilen händische Etikettieren der Teile zu automatisieren und somit den Prozess erheblich zu beschleunigen, wählte man außerdem eine in der Anlage integrierte Etikettiermaschine von Astes4. „Mit der Etikettierung gewährleisten wir zum einen die Rückverfolgbarkeit der Teile und zum anderen versorgen wir damit unsere Kunden mit wichtigen Detailinformationen für die Montage“, erwähnt Bieri.

Das System ist mit allen Funktions- und Sicherheitskontrollen ausgestattet, die die Arbeitskontinuität während der mannlosen Schichten gewährleisten. „Mit dem System von Astes4 haben wir unsere Zielsetzung, auch in mannarmen Schichten in der Nacht produzieren zu können, erfolgreich umgesetzt. Da aufgrund der Automatisierung des Schneidprozesses die Fertigung der Laserteile auf festen Zeitvorgaben beruht, und wir über Schneid- beziehungsweise Be- und Entladezeiten genauestens Bescheid wissen, kann unsere Produktionsplanung zudem nun wesentlich sicherer gestaltet werden“, zeigt sich der Geschäftsführer zufrieden. Durch die Beseitigung von Wartezeiten an der Schneidanlage verfügt Imgrüth im Blechzuschnitt bereits über höchste Produktivität. „Derzeit befinden wir uns noch in der Optimierungsphase, in der Details der Anlage feinjustiert werden. Nach Abschluss dieser und der Inbetriebnahme der automatisierten Kanalfertigungsstraße erwarte ich nochmals eine weitere, massive Produktivitätssteigerung unserer gesamten Fertigung“, blickt Bieri abschließend positiv in die Zukunft.