Integriertes Schneidzentrum

Ein in seiner Art einzigartiges Schneidzentrum hat Weinbrenner jetzt an die WW-K Warmwalzwerk Königswinter GmbH geliefert. WW-K ist Partner für die Herstellung, die Bearbeitung und den Vertrieb von Breitflachstahl sowie Stanz- und Brennteilen. In rund zwei Jahren wurde eine kundenspezifische, effiziente Anlage entwickelt, die in einen bestehenden Maschinenverbund in einer ausgetüftelten Prozesskette integriert ist.

„Die Maschine wurde von uns soweit optimiert, dass im Betrieb nur noch Gabelstapler benötigt werden, um die befüllten Behälter mit dem Schnittgut zu entnehmen und leere Behälter bereitzustellen“, sagt Ralph Ayasse, bei Weinbrenner zuständig für Sondermaschinenbau und Anlagen. Im Mai 2017 waren die Planungen abgeschlossen. Im Spätsommer 2018 wurde das Schneidzentrum mit einem Anlagengesamtgewicht von circa 65,5 t und einer Gesamtlänge von 15 m zum Kunden transportiert und innerhalb von acht Wochen installiert. Die Anlage besteht aus einer ölhydraulisch angetriebenen Blech-tafelschere, die Blechdicken bis 20 mm (450 N/mm2) mit einer Schneidlänge bis 4.100 mm trennt. Die Anlage verfügt über ein spezielles Zuführsystem mit Vorrichtungen zur Längen- und Breitenmessung sowie über ein CNC-gesteuertes frontseitiges Anschlag- und Vorschubsystem für das automatische Aufteilen von Blechtafeln.

„Eine der Kundenanforderungen war es, die Maschine hocheffizient zu konstruieren. Mit der frontseitigen Vorschubeinrichtung machen wir pro Hub nicht nur ein Produkt, sondern zwei. Und haben auch noch die Leistung erhöht, so dass wir mehr Schnitte pro Minuten ausführen können“, erklärt Maschinenbauer Ralph Ayasse. Weiterhin erwähnt er das Entladesystem mit Hochhalterung sowie Details wie den verfahrbaren Rollengang innerhalb der Fördertechnik, der für einen direkten Zugang zur integrierten Schrottwanne sorgt. „Der Einsatzort ist ein Maschinenverbund innerhalb einer Fertigungslinie mit vollautomatischem Ablauf, gekoppelt mit einem Schneid- und Stanzbetrieb“, erklärt Ralph Ayasse. „Die Herausforderung bestand in der Einbindung der Schneidanlage in die bestehenden Prozessabläufe.“ In der Konzeptionsphase waren mehrfache Anpassungen an die betrieblichen Gegebenheiten beim Endkunden ebenso erforderlich wie eine Abstimmung zwischen der Konstruktion in Weil der Stadt und der Fertigung bei Baykal in Bursa (Türkei). Die Abstimmung erfolgte im Rahmen verschiedener Besuche während der Entwicklungs-, Fertigungs- und Endmontagephase beim Endkunden sowie im Produktionswerk bei Baykal.

Das Schneidzentrum ist mit einem schwenkbar gelagerten Rollentisch an die Stanzmaschine angebunden, der die Bewegungen der Stanzmaschine ausgleicht. Über die mechanische Kopplung hinaus ist zudem geplant, das Schneidzentrum auf Steuerungsebene digital an die übergeordnete Produktionsanlage anzudocken. Die digitale Anbindung soll dann unter Beteiligung des Fraunhofer IPA in Stuttgart entwickelt werden.

Die realisierte IT-Lösung verfügt über einen Controller , der die ermittelten Sensordaten aufnimmt und an die Steuerung übermittelt. Damit ist die Maschine beispielsweise in der Lage, im Betrieb selbstständig mit den Gabelstaplern zu kommunizieren und diese anzufordern, wenn etwas zu beschicken oder zu entnehmen ist.

Das Weinbrenner Schneidzentrum TSV 20/4100 verfügt über ein Messsystem zur Prüfung des ankommenden Schneidgutes. Liegen die Maße der angelieferten Teile außerhalb der Toleranz, werden diese Teile automatisch über einen Rollentisch ausgeschleust. Die übrigen Bleche werden weitergeleitet. Vorderanschläge übernehmen die Bleche aus der Vorzentrierung, spannen hydraulisch je zwei Bleche gleichzeitig und führen dabei eine Breitenmessung durch, so dass die Steuerung die Spannposition des Vorderanschlags auf die Schnittposition umrechnen kann. So können gleichmäßige Blechstreifen geschnitten werden. Die kleinste mögliche Streifenbreite beträgt 122 mm.

Anschließend werden die Bleche zum Maschinentisch befördert, dort mit vier Vorschubeinrichtungen gespannt und zur Schere verfahren. Die Blechtafelschere TSV 20/4100 ist in geschweißter Ganzstahlbauweise konstruiert. Der Messerbalken ist kulissengeführt und kann auf verschiedene Schneidwinkel eingestellt werden. Dies führt bei schmalen Blechstreifen zu einer Minimierung von Verwindungen und zu einer besseren Nutzung der Maschinenleistung.

Zur Optimierung der Schere wurden im Vorfeld der Entwicklung zahlreiche Schneidproben an einer Weinbrenner Tafelschere durchgeführt, bei der insgesamt zwei mal 4,5 t Bleche geschnitten wurden. Ein Stahlrahmen mit einem Gewicht von rund 38 t bietet hohe Steifigkeit und sichert damit eine hochwertige Schneidqualität.

Mit jeder Abbewegung schneidet die Schere von den Blechen je einen Streifen ab. Nach jedem Schneidvorgang lösen die Niederhalter das Blech und die Vorderanschläge fahren auf die nächste Schneidposition. Beim Erreichen der letzten Schneidposition eines Blechs lösen sich die Anschläge von den Blechen, sobald diese auf den Maschinentisch gespannt sind. Während die letzten geschnittenen Streifen von pneumatischen Auswerfern auf die Hochhalterung geschoben werden und über Transportbänder aus der Schere herausfahren, sind die Anschläge bereits mit etwa 700 mm/s im abgesenkten Zustand unter der Vorzentrierung hindurchgefahren, haben sich wieder pneumatisch angehoben und schon die nächsten Bleche gespannt und vor der Schere positioniert.

Das Transportband hinter der Schere ist mit pneumatisch betätigten Hochhaltestützen ausgeführt und sorgt für ein gedämpftes Absenken der Zuschnitte. Der Weitertransport erfolgt über Hochleistungsbänder.

In Position gebracht, werden die Blechstreifen von einem Vakuumsaugsystem gehalten, angehoben und in zwei etwa 1,5 m entfernten Transportbehälter gestapelt. Die Behälter stehen auf einem Transportwagen für insgesamt vier Stapelbehälter. Je zwei Behälter befinden sich im Entladesystem. Sind sie befüllt, fährt der Förderwagen mit den vollen Behältern aus der Entladestation und positioniert zeitgleich zwei leere Behälter in der Beladestation am Saugsystem. Per Gabelstapler werden die vollen Behälter entnommen und durch leere Behälter ersetzt. In der Zwischenzeit sind die beiden Behälter in der Maschine befüllt. Jetzt fährt der Transportwagen auf der anderen Seite der Maschine heraus und der Vorgang wiederholt sich. So finden abwechselnd auf beiden Seiten der Station Entladevorgänge statt.

Im Betrieb arbeitet die Maschine mannlos. Programmiert wird das Schneidzentrum über eine Maschinensteuerung von Siemens. Gesteuert werden können beispielsweise der Schneidwinkel und Schneidspalt, abhängig von den eingegebenen Werkstoffen, Blechdicken und Produktparametern, sowie das Transportsystem für Stapelbehälter und die Hochhalterung. Betrieben wird die Maschine mit Bosch-Hydraulik, sowie mit einem Vakuum-Saugsystem der Firma Schmalz, die jeweils nach Weinbrenner-Vorgaben angepasst wurden. Die aufwändigen Messsysteme wurden mit der Firma Festo umgesetzt.

Die Firma Weinbrenner Maschinenbau GmbH in Weil der Stadt wurde 1954 gegründet und ist seit den 1960er Jahren in der Entwicklung und Fertigung von Maschinen im Biege- und Schneidbereich aktiv. Seit 2007 gehört Weinbrenner zum türkischen Maschinenbaukonzern Baykal Makina Sanayi ve Ticaret. Heute werden am Standort in Weil der Stadt kundenspezifische Anlagen und Maschinen im Biege- und Schneidbereich entwickelt. Zudem wird dort das Angebot der Baykal Gruppe an Stanz-, Laser- und Plasmamaschinen ausgestellt, vertrieben und von 13 Servicetechnikern betreut. Andrea Becke hat 2015 die Gesamtleitung des Standorts Weil der Stadt übernommen. Die Geschäftsführung der Baykalgruppe hat ihren Sitz in der Türkei.

Autor: Andrea Becke, Weinbrenner GmbH