Ob im Stahlhandel, der Automobil- und Zulieferindustrie oder im Maschinen- und Anlagenbau: Metallverarbeitende Unternehmen quer durch sämtliche Branchen sehen sich seit Jahren steigenden Anforderungen gegenüber. Kunden erwarten eine immer höhere Fertigungs-Flexibilität, von Losgröße Eins bis zur Großserie. Die Vielfalt an Materialien und Abmessungen nimmt stetig zu, gleichzeitig wachsen die Ansprüche an die Qualität und der Kostendruck. Um im weltweiten Wettbewerb langfristig bestehen zu können, sind daher Lösungen gefragt, die unterschiedliche Produktionsaufgaben variabel und leistungsfähig, aber auch effizient umsetzen können.
Vielfältige Möglichkeiten für Roboter-Einsatz
Die Sägetechnik als zentraler Bestandteil der Metallverarbeitung bietet dafür ein großes Optimierungspotenzial. Immer mehr Anwender vertrauen darauf, einzelne Arbeitsabläufe rund um den Sägeprozess intelligent zu vernetzen und mit Roboter-Unterstützung zu automatisieren. Die Vorteile liegen auf der Hand: Industrieroboter arbeiten schnell, zuverlässig und präzise – wenn es sein muss 24 Stunden am Tag und ohne menschliches Zutun. Sie werden weder müde noch krank, und zudem sind sie mit den entsprechenden Werkzeugen äußerst vielseitig. „Wir können mittlerweile nicht nur verschiedene Handhabungs- und Transportaufgaben, sondern auch zahlreiche Bearbeitungsschritte effizient robotergestützt realisieren“, beschreibt Volker Bühler, Gruppenleiter TB Robotik beim Säge- und Lagertechnik-Spezialisten Kasto.
Die Automatisierung fängt schon bei der Materialzuführung an: Mithilfe der passenden Fördertechnik, zum Beispiel Rollenbahnen oder Magazine, gelangt das zu sägende Rohmaterial in die Maschine. Das vermeidet mühsames Heben und Tragen und verringert die Verletzungsgefahr für die Mitarbeiter. Der Sägevorgang selbst läuft bei entsprechender Ausstattung der Maschine ebenfalls mannlos ab – unterstützt durch einen automatischen Materialvorschub und eine intelligente Maschinensteuerung, die anhand der Auftragsdaten sämtliche Parameter wie Abschnittlänge oder Schnittgeschwindigkeit selbstständig einstellt. Moderne Produktionssägen können so verschiedene Aufträge mit unterschiedlichen Materialien und Durchmessern nacheinander erledigen und auch über einen längeren Zeitraum autonom arbeiten.
Entnehmen, bearbeiten, stapeln – alles automatisch
Beim Handling und der weiteren Bearbeitung der fertigen Abschnitte bieten Industrieroboter weiteres großes Potenzial. Sie können zum Beispiel die gesägten Teile aus der Maschine entnehmen, so dass auch dieser immer wiederkehrende Arbeitsschritt für die Mitarbeiter entfällt. Zudem lassen sich die Roboter mit den entsprechenden Werkzeugen unter anderem zum Entgraten, Fasen, Markieren, Zentrieren oder Messen der Werkstücke einsetzen. Die Abschnitte können gewogen, nach Größe oder Auftrag sortiert und auf Paletten oder in Behälter gestapelt werden. Auch die nahtlose Übergabe an ein fahrerloses Transportsystem (FTS) ist möglich. „Für komplexe Abläufe mit verschiedenen Arbeitsschritten nutzen wir auch Kombinationen aus mehreren Robotern und Spannvorrichtungen“, erklärt Kasto-Fachmann Bühler.
Bei Mengensägen, die nur wenige unterschiedliche Bauteilgeometrien produzieren, lassen sich nachgelagerte Prozesse relativ einfach automatisieren. Etwas anders stellt sich die Lage bei individualisierten Auftragssägen dar, die flexibel zahlreiche Materialien und Abmessungen bearbeiten müssen: „Je größer die Vielfalt, desto herausfordernder ist es, diese im vollen Umfang abzudecken“, bemerkt Bühler. Wichtig ist beispielsweise die optimale Auswahl der Roboterwerkzeuge. Der Roboter sollte mit möglichst wenigen Hilfsmitteln mit sämtlichen zu handhabenden Objekten zurechtkommen. Das senkt die Anschaffungskosten, verkürzt die Nebenzeiten und erhöht die Produktivität. Anwender können dabei unter anderem aus mechanischen, magnetischen oder vakuumbetriebenen Greifern wählen. Diese sollten gleichzeitig so kompakt wie möglich sein, um dem Roboter die maximale Zugänglichkeit zu den Sägeabschnitten zu verschaffen.
Sägetechnik auf dem Weg zu Industrie 4.0
Mit den passenden Komponenten lassen sich Säge-, Automatisierungs- und Robotertechnik zu komplexen und hoch integrierten Systemen kombinieren, die nahtlos in einen durchgängigen Materialfluss eingebunden sind. Dazu zählen nicht nur die anschließenden Handhabungs- und Bearbeitungsschritte, sondern auch die vorherige Lagerung: Kasto etwa realisiert für seine Kunden kombinierte Lager-Säge-Systeme, in denen vom Einlagern des Rohmaterials bis zur Kommissionierung der Abschnitte sämtliche Lager-, Handling-, Säge-, Markier-, Palettier- und Bündelungsprozesse vollautomatisch ablaufen. Die Steuerungssoftware kann dabei an vorhandene ERP-Systeme wie SAP angebunden werden, was die Transparenz und Effizienz zusätzlich erhöht. Mit weiteren Fertigungsmaschinen, etwa zum Drehen oder Fräsen, lassen sich die Sägesysteme zu einer durchgängig digitalisierten und automatischen Produktion verketten, die sich – ganz im Sinne von Industrie 4.0 – selbstständig organisiert.
Für den Anwender bietet die Automatisierung der Sägetechnik deutliche Vorteile: Er kann bei geringerem Personaleinsatz seine Produktivität erheblich steigern, da viele Prozesse nicht nur mannlos ablaufen, sondern auch deutlich schneller. Krankheitsbedingte Ausfälle der Mitarbeiter lassen sich leichter kompensieren, und auch in Pausenzeiten oder nach Schichtende arbeitet das robotergestützte Sägesystem einfach weiter. Das Ergebnis sind geringere Personalkosten und eine hohe Flexibilität in Bezug auf die Auslastung. Unternehmen können zum Beispiel Auftragsspitzen wesentlich besser abarbeiten und Nebenzeiten drastisch reduzieren. Das macht sich auch wirtschaftlich schnell bemerkbar: „Wir haben ausgerechnet, dass sich etwa bei unserer Produktions-Kreissäge Kastovariospeed die Anschaffung eines Industrieroboters je nach Schichtmodell schon nach weniger als einem Jahr amortisiert“, berichtet Volker Bühler. „Geht man davon aus, dass so eine Anlage im Schnitt mehr als zehn Jahre im Einsatz ist, können Nutzer ihre Betriebskosten also langfristig und nachhaltig senken.“
Anwender und deren Kunden profitieren gleichermaßen
Auch die Arbeitsbedingungen verbessern sich durch die Robotertechnik: Mitarbeiter werden von schweren, ermüdenden und monotonen Tätigkeiten entlastet, die Unfall- und Verletzungsgefahr sinkt. Darüber hinaus ist die Qualität der gesägten Abschnitte höher, denn der Roboter bearbeitet alle Teile gleichmäßig und präzise, sortiert sie zuverlässig und stapelt sie sauber ab. Davon profitieren letztlich nicht nur die Betreiber automatischer Sägeanlagen, sondern auch deren Kunden.
