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Schneller Nachschub für die Stanze

Blechlager: Mehr Produktivität durch Steuerungsretrofit
Schneller Nachschub für die Stanze

Siegle + Epple, ein Hersteller von lufttechnischen Anlagen, kann sich wieder auf die Steuerung seines Blechlagers verlassen. Im Rahmen eines Retrofits hat der Lagersystem-Hersteller Stopa die alte SPS gegen eine Simatic S7 getauscht und damit auch die Leistung erhöht.

Albert Kling, Betriebsleiter bei der Siegle + Epple GmbH & Co. KG in Ditzingen, ist zufrieden. An die jüngste Vergangenheit denkt er allerdings ungern zurück. „Wir konnten uns nicht mehr auf die Steuerung unseres Blechlagers verlassen und Ersatzteile nur schwer und zu überhöhten Preisen beschaffen.“ Die Schwaben wollten das Risiko einer Havarie vermeiden und haben sich für ein Retrofit der Steuerung entschieden. Zugleich wurde in eine zweite Stanzmaschine und eine Nachschubstation mit zwei Pendelwagen investiert, um die Leistungsfähigkeit zu steigern.

Der Auftrag zum Umrüsten und für die Nachschublösung ging an die Stopa Anlagenbau GmbH. Der Spezialist für Lagersysteme aus Achern-Gamshurst hat ganze Arbeit geleistet: Zunächst wurde die Stanzmaschine TruPunch 5000–1600 von Trumpf halbautomatisch an das vorhandene Blechlager angebunden, die speicherprogrammierbare Steuerung von einer Simatic S5 auf eine Simatic S7 umgestellt und eine Schnittstelle für die Kommunikation zwischen der SPS und dem übergeordneten Lagerverwaltungsrechner eingerichtet. Zudem wurde die Hardware der Steuerung ausgetauscht und die vorhandenen Anlagenstationen an die S7 angebunden. Schließlich hat Stopa das Regalbediengerät des Lagers umgebaut, einen Scherenhubtisch und eine Nachschubstation mit Pendelwagen installiert. Zu guter Letzt wurde der Transportwagen umgerüstet, der die Maschinen und Nachschubstation mit Rohblechen versorgt und leere Systempaletten in das Lager zurückfährt.
Albert Kling entfaltet auf seinem Schreibtisch eine Zeichnung des Blechlagers und der angeschlossenen Stationen. „Bei der Anlageneffizienz kommt es auf eine ganzheitliche Betrachtung an, nicht auf einzelne Maschinen“, stellt der Betriebsleiter fest. „Statt punktuell zu optimieren muss man den gesamten, logistischen Prozess verstehen und alle Stufen aufeinander abstimmen.“ Nur so würden sich Leistungssteigerungen, die man an einzelnen Komponenten erreicht, durchgängig auswirken.
Die Bedeutung dieser Kernaussage liegt auf der Hand. Denn bei einer einseitigen Betrachtung wäre die Leistung schon deshalb geringer, weil Siegle + Epple die gestanzten Bleche nach wie vor im 75-Millimeter-Raster auf Entladepaletten mit Außenabmessungen von 3200 x 1500 x 136 mm stapeln müsste. Aufgrund der Umstellung kann das Unternehmen die Stanzteile nun praktisch stufenlos, dem Schachtelplan der Blechtafeln entsprechend, ablegen. Jetzt ist es möglich, auf jedem Ladungsträger vier statt drei Stapel zu bilden und den Nutzungsgrad um maximal 30 % zu erhöhen. Hieraus resultieren weitere Vorteile: Die Entladepaletten sind seltener zu wechseln und es werden weniger Ladungsträger und Lagerplätze gebraucht. „Durch die Investitionen haben wir Engpässe entzerrt“, resümiert Kling.
Der Betriebsleiter bleibt beim Rundgang vor der Station stehen, die als Herzstück Nachschublösung gilt. Er deutet auf einen Pendelwagen, der auf dem mittleren von drei Übergabeplätzen Bleche für den SheetMaster bereithält, der automatischen Be- und Entladeeinrichtung der Stanzmaschine. In der Zeit, die die Maschine zum Stanzen eines Blechpakets braucht, wird der zweite Pendelwagen, der auf einem der beiden äußeren Plätze wartet, durch den Transportwagen von einer leeren Palette befreit und später wieder mit einer vollen beladen.
Der schnelle, unterbrechungsfreie Nachschub, den die Pendelwagen garantieren, trägt ebenfalls dazu bei, den Nutzungsgrad der neuen Stanzmaschine zu erhöhen. Hierzu leistet auch der Palettenpuffer auf der Entladeseite einen Beitrag, der die Abläufe der Maschine zeitlich von denen der folgenden Prozesse abkoppelt. Der Scherenhubtisch stellt die Stanzteile hauptzeitparallel im Puffer ab und bringt im raschen Wechsel eine leere Palette mit zurück. Diese zugleich platzsparende Lösung ist möglich, weil die Bedienseite der TruPunch zum Lager hin zeigt und ihre Entladeseite dadurch günstig zu den weiteren Bearbeitungsschritten liegt. Da außerdem das Entsorgen von Restblechen und Stanzabfällen geregelt ist, genügt ein Bediener, um beide Stanzmaschinen zu betreuen.
„Durch die S7-Steuerung profitieren wir von einer hohen Anlagenverfügbarkeit und einer gesteigerten Betriebssicherheit“, weiß Marcus Bader, Leiter Maschinenbereich bei Siegle + Epple. „Zudem ist die Ersatzteilbeschaffung kostengünstiger und auf Jahre gesichert. Unsere Systeme haben zudem kürzere Reaktions- und Schaltzeiten und sind bei der Signalverarbeitung effizienter.“ Bader geht zum Bedienpult und tippt einen Befehl ein. Auf dem Display werden die Lagerblöcke und das Regalbediengerät grafisch dargestellt, ergänzt durch Klartext-Statusanzeigen. Treten einmal Fehler auf, lassen sie sich mit einer Fernwartungssoftware zügig diagnostizieren. Normale Serviceaufgaben kann Stopa selbst durchführen.
Vom Steuerungsumbau war auch das Regalbediengerät (RBG) betroffen, das an die S7 angepasst werden musste. Gleichzeitig wurden der Längsfahr- und Hubantrieb, die Höhenpositionierung und das Positionierschaltwerk der Lasttraverse auf Absolutgeber umgerüstet. Dadurch kann das RBG seine Ziele präziser anfahren. Neu ist auch eine Datenlichtschranke für die berührungslose Datenübertragung zum RBG und die Umstellung auf zwei Beladehöhen im Lager.
Seit dem Retrofit laufen die Lagerspiele bei Siegle + Epple effizient: Ein Kran fährt mit den angelieferten Blechpaketen, die zuvor eine Qualitätskontrolle durchlaufen haben, einen Referenzpunkt an und legt sie in einer definierten Lage auf die einzulagernde Systempalette ab. Das RBG fasst unter den Ladungsträger und hebt ihn an. Es folgt die Übernahme des Blechpakets in das 7,6 m hohe, 30,7 m lange und 5,2 m breite Blechlager, das einen hohen Raumnutzungsgrad und einen raschen Zugriff auf Roh- und Halbfertigbleche bietet. Das RBG fährt mit einer Geschwindigkeit von maximal 60 m/min und teleskopiert seine Gabel mit 25 m/min. Aus dem Blechlager, das über 276 Palettenplätze verfügt, werden zwei Stanzmaschinen, eine Laserschneidanlage und vier Abkantpressen versorgt. Die gestanzten Bleche werden wieder eingelagert, bevor sie zum Laserschneiden oder Biegen abgerufen werden. Die Tragfähigkeit der Ladungsträger liegt bei 3000 kg.
Mit dem Auslagern von Blechen beauftragt die SPS das RBG und den Transportwagen, der mit einer Rollenbahn versehen ist. Marcus Bader geht einen Schritt zur Seite, um den Weg für den Wagen freizumachen. Hier, an der Nachschubstation der TruPunch, muss die Fahrt des Transportwagens aus Sicherheitsgründen manuell freigegeben werden. Dafür wurde ein Drucktaster mit Totmann-Schaltung installiert.
Das Bedienpult der Anlagensteuerung ist mit einem Industrie-PC ausgestattet, in den die S7 integriert wurde. Diese kommuniziert mit dem Lagerverwaltungsrechner, der die Bestände und die Blechdaten verwaltet sowie Fahraufträge an das Regalbediengerät und Bearbeitungsaufträge an die Stanz- und Laserschneidmaschinen vergibt. Die SPS steuert die Anlagenkomponenten, also das RBG, die Transport- und Pendelwagen sowie den Scherenhubtisch. Da der PC extern mit Spannung versorgt wird, ist eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet.
Für das Retrofit und die Montage der neuen Komponenten hatte Siegle + Epple in seinen Betriebsferien ein Zeitfenster vom 19. Dezember 2008 bis zum 9. Januar 2009 geöffnet. Um mögliche Fehlfunktionen zu analysieren, überprüfte Stopa zunächst das Regalbediengerät, die Ausführung der Stationen und die Sicherheitseinrichtungen. Danach wurde die SPS ausgetauscht und die Nachschubstation montiert. Alle Arbeiten wurden termingerecht abgeschlossen.
Dass das 1992 in Betrieb gegangene Lager von Stopa eingerichtet wurde, hatte bei der Auswahl des Umrüstungspartners nur eine geringer Bedeutung. „Sonderlösungen brauchen Planungssicherheit“, weiß Albert Kling. „Bei speziellen Anforderungen setzen wir auf Spezialisten.“ Trotz der guten Erfahrungen mit Stopa hatte Siegle + Epple den Zeitrahmen zunächst eng gesteckt und den Termindruck erst gelockert, als sich ein reibungsloser Verlauf abzeichnete. „Stopa hat die Aufgaben zuverlässig geplant und durchgeführt“, so Albert Kling. „Auch die Vorbereitungsphase war zufriedenstellend.“ Hier konnte der Lagersystem-Hersteller mit einer Umbaustrategie Vertrauen schaffen.
Heute profitiert Siegle + Epple von der wirtschaftlichen Lösung, die Mut zu weiteren Veränderungen macht. Die Schwaben denken schon darüber nach, mit einem Biegeroboter die nächste Automatisierungsstufe einzuläuten. Dann ließe sich der Scherenhubtisch mit seiner angeschlossenen Pufferfunktion als Bindeglied zwischen dem Roboter und der neuen Stanzmaschine nutzen.
Jürgen Warmbold Fachjournalist in Weyhe bei Bremen

Kosteneffizienz
Eine Anlage arbeitet erst dann effizient, wenn alle Stufen aufeinander abgestimmt sind. Nach diesem Motto restaurierte der Maschinenbauer Siegle & Epple seine Fertigung. Es war nicht damit getan, die alte Steuerung des Blechlagers durch eine moderne Lösung zu ersetzen. Entscheidend war die ganzheitliche Betrachtung der logistischen Prozesse. Auf diese Weise konnten sich die Leistungssteigerungen bei einzelnen Komponenten durchgängig auswirken.
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