Von der einfachen Verkettung zur automatisierten Rohrfertigung

Automation und Robotik sind aktuell neben der Industrie 4.0 das große Thema und die Wachstumsbranche im Maschinenbau. Dabei beschäftigt sich der Mensch schon seit mehreren Jahrtausenden mit der Automatisierung. Benannt nach der griechischen Göttin Automatia machte sich schon Aristoteles im antiken Griechenland Gedanken, wie schön es wäre, wenn die Weberschiffe ihre Arbeit ohne menschliches Zutun erledigten. Auch das Maschinenbauunternehmen Transfluid kam verhältnismäßig früh mit dem Thema Automatisierung in Berührung. Nachdem es zunächst mit der Entwicklung und Produktion von Rohrbiegemaschinen angefangen hatte, entstand schnell der Kontakt zu unterschiedlichsten Branchen, bei denen es auf die Effizienz und Produktivität und somit auf einen hohen Automatisierungsgrad ankommt. Transfluid begann infolgedessen mit der einfachen Verkettung von Rohrbiegeanlagen in ablaufgesteuerten Produktionsprozessen der Automobilbranche und der Versorgungstechnik. Die Kundenwünsche und Anforderungen stiegen stetig und das Unternehmen entwickelte sich zu einem international agierenden Sondermaschinenbauer im Bereich Rohrfertigung.

Ein Aspekt, der dazu führte, war das wachsende Produktangebot, das zusätzlich zu T-Bend, Lösungen für das Biegen von Rohren, um T-Form-Rohrendenumformung und T-Cut-Rohrtrennmaschinen erweitert wurde. Vervollständigt wurde das Portfolio durch unterschiedliche Handling-, Be- und Entladesysteme sowie Produktionsroboter. Diesem Komplettpaket hat Transfluid einen eigenen Namen gegeben: T-Motion-Automatisierungssysteme. Ähnlich einem Baukastensystem lassen sich so kundenindividuelle Kombinationen problemlos realisieren. Bei einem aktuellen Projekt konnten beispielsweise neun unterschiedliche Transfluid-Maschinen sowie ein Handlingroboter zu einer Produktionseinheit verbunden werden. Die Anforderung an die Anlage beinhaltete aber nicht die Herstellung von einem Bauteil, sie umfasste im ersten Schritt die Produktion von sieben verschiedenen Bauteilen mit unterschiedlichen Geometrien, Längen und Rohrdurchmessern von 7–28 mm. Biegen, Lochen, Stanzen, Entgraten plus diverse Endumformungen waren gefordert.

Diese Vielfalt verlangte nach unterschiedlichen Beladesystemen. Durchmesser von 7–12 mm können dem Prozess direkt vom Coil zugeführt und über eine dreistufige Richteinheit von Ovalität und Krümmungen befreit werden. Größere Rohrdurchmesser werden als Stangenware mit bis zu 5 m Länge über einen Beladetisch in den Fertigungsprozess gebracht und so wie die Coilware der orbitalen Rohrtrennanlage RTO 628 zugeführt. Gratarm, sauber und vor allem spanlos trennt sie die Rohre und übergibt sie direkt an den Folgeprozess. Um hohe Taktzeiten zu gewährleisten, verfügt sie zudem über eine Sortiervorrichtung für bis zu 8 in der Länge unterschiedliche Rohrabschnitte. Ein Vorteil, der sich daraus ergibt, ist, dass bei dem Wechsel auf andere Dimensionen weiter produziert werden kann, während die Zuführung und die Trennanlage umgerüstet werden. Stillstandszeiten werden so minimiert. Über das Auflasern von QR-Codes können dann im Folgeprozess die Biegeprogramme aufgerufen werden. Denn es besteht auch die Möglichkeit, im laufenden Betrieb die Biegegeometrie bei gleichem Rohrdurchmesser zu wechseln. So können auch Kleinserien oder Einzelstücke ohne Stillstand gefertigt werden.

Das Herz der Anlage bildet die auf Effizienz und Flexibilität optimierte CNC-gesteuerte Biegemaschine. Ausgestattet mit einem drehbaren Biegekopf ermöglicht sie die gleichzeitige Bestückung mit einem Multiebenenbiegewerkzeug und einer Stanze. Beim Wechsel der Rohrdimension muss lediglich der Biegedorn gewechselt werden. Dies dauert durch das Quicklocksystem höchstens 2 min. Per Handlingroboter gelangen die gebogenen Rohre zu einer REB Umformmaschine, die die Rohrenden mit bis zu sechs Umformstufen in Form bringt, bevor es wieder per Roboter zu einer weiteren Stanze geht oder das Produkt der Logistik übergeben wird. Doch je komplexer und vielfältiger die Bearbeitungsstufen einer automatisierten Anlage sind, umso einfacher und funktionaler muss die Steuerung und Überwachung sein. Das erledigt in diesem Fall die hauseigene Software T-Project. Ihr Vorteil ist, dass sich alle im Prozess integrierten Maschinen durch die Verwendung einer einzigen Softwareplattform steuern lassen. Wichtig bei der Entwicklung der Software war auch, dass sie die Integration und Automation von Fremdfabrikaten erlaubt. T-Project bietet im Vorfeld schon die Möglichkeit eines Digitalen Zwillings, der die Funktionsweise des gesamten Prozesses reproduziert und simuliert. Virtuell durchlaufen so die Werkstücke alle Phasen der Fertigungslinie. Dies ermöglicht die effiziente Optimierung aller fertigungsrelevanten Faktoren. Im real laufenden Produktionsprozess lassen sich zudem sämtliche Material- und Datenflüsse überwachen und mit Warehouse Management, Qualitätskontrolle und der Logistik vernetzen. Die Software ermöglicht aber nicht nur die Steuerung von einem Maschinenverbund. Transfluid baut auch individuelle Fertigungszellen nach Kundenwunsch, bei denen T-Project die Steuerung übernimmt. Alle Komponenten sind aufeinander abgestimmt und auf die Infrastruktur der Produktionsumgebung vorkonfiguriert.

Die moderne Fertigungstechnik steht vor immer neuen Herausforderungen. Neben der Anforderung, ein qualitativ hochwertiges Produkt herzustellen, ist ein weiterer Punkt wichtig. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, ist der Anspruch an eine Zelle, dass die Produkte auf möglichst engem Raum möglichst viele Verarbeitungsschritte in einer möglichst schnellen Zeit durchlaufen. Die heutige Zeit bietet hier unbegrenzte Möglichkeiten der Integration von Komponenten. Ob Warmbiegeanlagen, bei denen die Werkstücke vorher über Induktionsspindeln zum Glühen gebracht werden, oder optische Messsysteme, die während der Fertigung die Qualität sichern: Es gibt immer neue Herausforderungen, für die die Transfluid-Ingenieure eine Lösung zu finden bereit sind.