So funktioniert die Automatisierung mehrerer Pressen

Im Zuge der Prozessoptimierung realisierte die Stengel GmbH zusammen mit Lauffer Pressen die Verknüpfung von drei Pressen zu einer voll automatisierten Anlage. Als “Apparatebau Rosa Stengel” mit drei Mitarbeitern auf 600 m² zur Produktion von Karteikästen gegründet, wuchs die Stengel GmbH im Laufe der Jahre auf 108.000 m² Produktionsfläche und einen jährlichen Umsatz von rund 120 Millionen Euro an. Von den aktuell weltweit 850 Mitarbeitenden des Unternehmens arbeiten in Deutschland rund 580 Personen.

Das Unternehmen stellt seine Produkte mittlerweile an Standorten in Deutschland, Litauen, England und Spanien her. Produziert wird für fast alle Branchen außerhalb des Bereichs Automotive. Und so werden in der gesamten Gruppe jährlich rund 20.000 t Stahl, Edelstahl und Aluminium verarbeitet. Das Produktportfolio besteht aus über 50.000 verschiedenen Produkten, die für namhafte Kunden in ganz Europa produziert werden.

Neben den Edelstahlspülen werden so unterschiedliche Produkte wie gesamte Nasszellen für den Schiffs- und Hochbau in Großserienfertigung, ganze Küchen, Serverschränke und weitere Produkte für die Gastronomie, die Medizintechnik, den Ladenbau sowie Büromöbel gefertigt. Bei der Realisierung seiner unternehmerischen Ideen kommt bei Stengel eine umfängliche Palette an modernen Fertigungsverfahren und Produktions-Know-how zum Einsatz, von Stanzen und Lasern über Biegen und Kanten bis hin zum Tiefziehen und Prägen. Weitere Angebote sind: Schweißen und Polieren, Pulverbeschichtung, Digitaldruck sowie Fliesen und Kleben. Um das Angebot absolut umfassend zu machen, bietet Stengel natürlich Entwicklung und Konstruktion, Endmontage sowie die gesamte notwendige Logistik aus einer Hand an. Diese breite Angebotspalette – aber auch die ambitionierte Firmenentwicklung durch die Jahrzehnte – ist nur mit modernster Maschinentechnik sowie qualifizierten, motivierten Mitarbeitern möglich. Hochqualifizierte Mitarbeiter hat Stengel, die richtige Maschinentechnik besorgen sich die Ellwanger bei langjährigen Lieferanten. Wobei einer dieser Partner die Maschinenfabrik Lauffer aus Horb, Spezialist für hydraulische Pressen, ist. Hier bestehen nicht nur langjährige persönliche Verbindungen, sondern auch ein großes Vertrauen in die Leistungsfähigkeit der Lauffer Umformtechnik.

Ausgehend vom Bedarf nach größeren Tischflächen und höheren Presskräften wurde gemeinsam mit Lauffer und dem Automationsexperten bs-Automation aus Rosenfeld eine vollautomatisierte Anlage mit drei hydraulischen Pressen projektiert. Dabei wurden zwei der Maschinen, eine 1.600 t und eine 630 t Presse, als Neumaschinen angeschafft, eine weitere Maschine in der 200 t-Klasse aus dem Altbestand wurde gemäß aktueller Vorschriften von Lauffer so modernisiert, dass auch sie im Gesamtverbund mit der Automation taktzeitneutral für den Vorzug eingebunden werden konnte.

 „Die gewonnene Flexibilität eröffnet uns ganz neue Möglichkeiten für eine effiziente Umformung in 3 bzw. 4 Stufen. Die Anlage kann durch ihr flexibles Layout und der zwei unterschiedlichen Möglichkeiten der Platinenbestückung und -beölung sehr agil auf die Abrufe unserer Kunden programmiert werden. Die Möglichkeit der Anbindung an einen vierten manuellen Arbeitsschritt ist dabei nur eine von vielen Anforderungen, die Lauffer gemeinsam mit BS-Automation konsequent umgesetzt hat“, berichtet Günther Balle, Fertigungsleiter Umformtechnik bei Stengel. Die beiden neuen hydraulischen Ziehpressen kommen bei der Produktion komplexer Umformteile wie einem Edelstahl-Innenkörper für Dampfgarer oder bodenebener Duschabläufe zum Einsatz: Es handelt sich dabei um Tiefziehpressen der Lauffer R-Type RZU 1600 und RZU 630. Die RZU 1600 hat eine maximale Presskraft von 16.000 kN, einen maximalen Stößelhub von 1.200 mm und eine Hauptantriebsleistung von 220 kW. Die RZU 630 hat eine Tischgröße von 2.500 x 1.250 mm und eine maximale Presskraft von 6.300 kN, ebenfalls einen maximalen Stößelhub von 1.200 mm und eine Hauptantriebsleistung von 165 kW. Besonderheit hier: Die RZU 630 verfügt über ein universelles Ziehkissen mit hubabhängig vorwählbarer Blechhaltekraftänderung.

Mit der Anlagenverkettung betrat die Stengel Umformtechnik neues Terrain. „Gerade deshalb waren wir auf der Suche nach einem erfahrenen und verlässlichen Partner mit entsprechendem Know-how. Durch die langjährige Zusammenarbeit von Lauffer und bs-Automation waren wir uns sicher, dass die Abwicklung mit beiden Partnerfirmen reibungslos funktioniert – dies hat sich während der Projektphase und auch später bei Installation und Inbetriebnahme genauso bestätigt. Selbst in der zeitkritischen Hochlaufphase haben beide Unternehmen vorbildlich kooperiert und sich gegenseitig unterstützt.“, erinnert sich Eugen Ginz, Produktionsleiter bei Stengel im Werk 2 in Ellwangen. Die Forderung nach stärkeren Ziehkissenkräften ergab sich durch den steigenden Anteil an Edelstahl-Bauteilen, was gleichzeitig auch mit hohen exzentrischen Lasten einhergeht. Durch eine entsprechend robuste Rahmen- und Stößelkonstruktion mit hohem Führungsverhältnis reagierte Lauffer auf diese Anforderung und gewährleistet damit eine gleichbleibend hohe Teilequalität bei langer Maschinenlebensdauer. Für die 1600-t Presse stellte Stengel eine Vielpunkt-Ziehkissen-Einrichtung mit 144 Einzel-Zylindern als Eigenentwicklung bereit, die von Lauffer in das Maschinenkonzept eingebunden wurde. Weiterhin stellte Stengel eine eigene Stempelkissen-Beölung zur Verfügung. Insbesondere für sensible Umformungen gewährleistet diese Art der Befettung ein liniengenaues Auftragen von Schmiermittel nur auf den Ziehrand des Bauteils, dort wo es benötigt wird.

Auch bei Steuerung und Visualisierung der Abläufe aller Pressen gingen Lauffer und Stengel keine Kompromisse ein. Zum Einsatz kommt eine speicherprogrammierbare Pressensteuerung, die in einem separaten, klimatisierten Schaltschrank auf einer Bühne, nahe der Hydraulik, untergebracht ist. Weitere herausragende Technik-Features sind laut Lauffer etwa die Werkzeugsicherung, eine Codierfunktion für das Werkzeug sowie eine Stößelkippungs-Überwachung. Das Pinolenbild in der Visualisierung ist frei wähl- und als belegbares Muster auch speicherbar. Markus Nagler, Leiter Werkzeugbau und Projektverantwortlicher führt aus: „Bei der Auswahl und Anschaffung der Lauffer-Pressen wurde neben der hohen Flexibilität und Ausbringung das Hauptaugenmerk auf die körperliche Entlastung der Mitarbeiter gelegt.“ Die Stengel-Bauteile sind sehr groß und unhandlich, weshalb auch den ergonomischen Anforderungen mit der Automation der Produktionslinie Rechnung getragen wurde. Dazu führt Inhaber Josef Stengel weiter aus: „Die Bauteile werden immer größer und schwerer. Dazu steigen die Abrufmengen unserer Kunden permanent an, so dass die Monotonie für unsere Mitarbeiter an den Maschinen merklich zunimmt. Vor allem in Deutschland wird es immer schwieriger, geeignetes Fachpersonal für diese Tätigkeiten zu finden. Somit war der Schritt zur automatisierten Fertigung richtig und notwendig. Aus der Vergangenheit haben wir bereits gelernt, dass dies neben der konstanten Teilequalität auch die Motivation der Mitarbeiter steigert. Und dies ist unter dem Strich unser größter Benefit. Wir werden in Zukunft sicherlich noch stärker in die Automatisierung investieren – und hier haben wir mit Lauffer und bs-Automation schlagkräftige Partner gefunden“.  Die Anforderungen an die Automation mit drei kombinierten Pressen waren herausfordernd. Neben der Vereinzelung von Edelstahlplatinen mit Sprühbeölung und optischer Zentrierung wurde eine zweite Einlaufroute über einen Stauförderer für vorgeformte Platinen implementiert. 

Die größte Herausforderung war jedoch laut Daniel Dennenmoser, Projektleiter bei BS-Automation, das äußerst kompakte Anlagenlayout. „Eine Automation mit zwei großen Robotern in einer solch beengten Zelle wurde bislang noch nicht umgesetzt. Dies stellte uns bezüglich der Roboterprogrammierung und Taktzeit-Optimierung vor große Herausforderungen. Dank der Offline-Programmierung konnten wir aber bereits in der Layout-Phase den Grundstein für die erfolgreiche und termingerechte Umsetzung legen. Wir sind gemeinsam mit Lauffer sehr froh über das Vertrauen von Stengel. Mit vereinten Kräften haben wir ein leistungsfähiges und gleichzeitig flexibles System auf kleinster Stellfläche realisiert.“ Markus Nagler resümiert: „Die technischen Features der Maschinen sind sehr positiv: wir sind sehr zufrieden mit der übersichtlichen Steuerung, die Anlagen sind im täglichen Einsatz sehr zuverlässig.“ Josef Stengel macht aus seiner unternehmerischen Grundorientierung keinen Hehl – wirtschaftlich müsse es halt auch stimmen. Der Pressenmarkt in Europa sei eben sehr groß, sagt er nüchtern. „Das Preis-Leistungsverhältnis musste passen, und das haben wir mit Lauffer, Made in Germany, geschafft. Alles in allem fasst der Unternehmer Stengel zusammen: „Über die hervorragende technologische Eignung der Produkte und die interessanten Konditionen hinaus ist die Chemie zwischen beiden Unternehmen das große Plus!“ Diese Atmosphäre und eine insgesamt zukunftsorientierte Ausrichtung sei auch heute ein wichtiger, wenn nicht zentraler Bestandteil der Firmenphilosophie von Stengel. Daher würden beide Firmen hervorragend zusammenpassen.