Dickblech-Manipulator

von Peter Springfeld Für das Einlegen von bis zu 130 kg schweren Dickblechen in eine Amada-Abkantpresse entschied sich der österreichische Metallverarbeiter SMW bewusst gegen einen Roboter und für ein von Lissmac speziell entwickeltes, bediener-geführtes Handhabungsgerät. Dies hält nicht nur den Automatisierungsaufwand in Grenzen, sondern braucht auch erheblich weniger Platz.

Die SMW Metallverarbeitung GmbH der beiden Geschäftsführenden Gesellschafter Manfred Müringer und Manfred Zorn hat sich seit ihrer Gründung im Jahr 1997 schnell einen guten Ruf erarbeitet und entsprechend anspruchsvolle Aufträge erhalten. Derzeit fertigt das im österreichischen Hofkirchen an der Trattnach angesiedelte Unternehmen zum Beispiel jeden Tag etwa 8.000 Drehteile und verarbeitet pro Jahr etwa 5.000 Tonnen Blech, im Wesentlichen Dickblech. „Unsere Hauptgeschäftszweige“, erläutert Manfred Zorn, „haben wir auf die Zukunftsbranchen Eisenbahn, Aufzugsindustrie sowie auf die Fertigung von Teilen und Baugruppen für Landtechnik aber auch für den Heizungsbau fokussiert. Dazu richteten wir uns strategisch auf die Fertigung von schweren und hochkomplexen Teilen aus. Inzwischen gehören wir zu dem relativ kleinen Kreis von Zulieferern für Drehgestelle, die die ICE-Züge und andere Schienenfahrzeuge für den Personenverkehr tragen. Beispielsweise fertigen wir Unter- und Obergurtteile, Wangen, Stege und Rippen. Ab 2011 produzieren wir auch Räder für ICE-Züge, die bekanntermaßen höchste Ansprüche an den Werkstoff und die Qualität zu erfüllen haben.“

Blechteile bis 130 kg schwer

Die Bleche, aus denen die Baugruppen für die Bahn gefertigt werden, bestehen aus einer wetterfesten Stahllegierung und bilden beim Laserschneiden scharfe Kanten. Manfred Zorn: „Diese Kanten werden nach dem Laserschneiden so entgratet, dass man bereits von einem Verrunden sprechen kann. Die bis zu 4 m langen und bis zu 130 kg schweren Blechteile sind im Laufe der Bearbeitung noch mehrmals in die Hand zu nehmen. Durch das Engraten der scharfen, teilweise mit Bartanhängen versehenen Schnittkanten beseitigen wir entsprechende Verletzungsgefahren und erhöhen die Sicherheit des Blechhandlings.“ Zum Entgraten der Schnittkanten kaufte die SMW Metallverarbeitung vor zwei Jahren eine Schleifmaschine SBM-S 1500 der in Bad Wurzach beheimateten Lissmac Maschinenbau GmbH. Die Schleifmaschine SBM-S 1500 mit einer Durchlassbreite von 1500 mm versieht Bleche, die bis zu 20 mm dick sein dürfen und mindestens 150 mm lang sein müssen in einem Durchlauf mit dem gewünschten Rundungsgrad. „Wir haben die Lissmac-Schleifmaschine gekauft, weil sie alle Schnittkanten, innen wie außen, oben und unten in einem Durchlass sicher und zuverlässig entgratet. Gerade bei den langen und schweren Dickblechteilen sparen wir uns das sonst notwendige Wenden der Teile“ bekundet Manfred Zorn. Die entgrateten Blechteile gelangen anschließend über einen Rollenförderer direkt in die Arku-Richtpresse. Nach dem Prüfen der gerichteten Blechteile werden diese palettiert und weiter zum Biegen transportiert. Mit der steigenden Produktionsleistung stand nach Worten von Manfred Zorn „bald fest, dass sich das Einlegen der bis zu 130 kg wiegenden Werkstücke durch drei Mitarbeiter zu einem ergonomischen und sicherheitstechnischen Problem führen könnte. So suchten wir nach Wegen, die Qualität stabil zu halten und die Quellen für mögliche Arbeitsunfälle zu beseitigen. Zunächst überlegten wir, das Biegen der Bleche in der Amada Biegepresse HFP220-30-NT mit einem Roboter vollständig zu automatisieren. Von dieser Idee sind wir schnell wieder abgekommen. Für eine Roboterlösung hätten wir beispielsweise ein großes Aufgebot an Sicherheitsvorrichtungen bestellen müssen, weil der Bediener stets sicher vom Aktionsraum des arbeitenden Roboters fernzuhalten ist. Das hätte neben hohen Investitionen einen Platzbedarf von mindestens 100 m² erfordert. Außerdem hätte die Arbeit des Roboters stets ein Mitarbeiter begleiten müssen, um beispielsweise fertig gebogene Teile aus dem Bereitstellraum abzuholen und Rohteile exakt bereitzustellen.“

Innovatives Handhabungsgerät für sichere Biegeprozesse

So erarbeitete SMW gemeinsam mit Gerhard Holzner, Geschäftsführer der HOVA Maschinenbau GmbH und Vertriebspartner der Lissmac Maschinenbau GmbH in Österreich, den Lösungsvorschlag, die zu biegenden Blechteile mit Hilfe eines Lissmac-Handhabungsgeräts in die Biegepresse einzulegen. „Ein solches Handhabungsgerät gab es bis dahin noch nicht“, erklärt Gerhard Holzner und freut sich, dass er von Lissmacs kreativem Entwicklungsteam viel Verständnis und Unterstützung bei diesem Vorhaben erhielt: „An Hand des zu manipulierenden Teilespektrums haben wir gemeinsam mit den Konstrukteuren der Lissmac Maschinenbau GmbH das Pflichtenheft als Basis für die Entwicklung eines neuen Handhabungsgeräts auf der Grundlage des Posimat PB 160 mit einem Gegengewicht erarbeitet.“ Der in Hofkirchen installierte Lissmac-Posimat PB 160 in der Ausstattung mit einem 200 kg schweren Gegengewicht bietet eine Tragkraft von 220 kg. Das heißt, das Gewicht des zu handhabenden Werkstücks darf zusammen mit dem Lastaufnahmemittel nicht mehr als 220 kg wiegen. Das in diesem speziellen Fall sehr aufwändige Lastaufnahmemittel wiegt allein schon 90 kg. So bleibt genau jene Tragkraft übrig, mit der die schwersten Blechteile von 130 kg in die Presse eingelegt werden. Die feste Verbindung mit dem Boden erfolgt über einen Flansch und eine Adapterplatte. Der Drehbereich um die Hauptsäule ist endlos. Die Drehbereiche der waagerechten und senkrechten Achsen lassen sich, um mögliche Kollisionen sicher auszuschließen, ganz nach Wunsch des Anwenders beziehungsweise entsprechend der gegebenen Platzverhältnisse eingrenzen.

Bleche dank Handhabungsgerät praktisch schwerelos

Um die bereit gestellten Blechteile praktisch schwerelos in die Biegepresse einzulegen, braucht die Handhabungslösung nur einen Platzbedarf von etwa 10 m². Auf dieser Fläche befinden sich das Handhabungsgerät mit seinem Arbeitsbereich von 5,80 m sowie mehrere Palettenplätze. Auf einer Palette sind die zugeschnittenen, entgrateten, 14 mm dicken und 117 kg schweren Bleche für Untergurtteile bereitgestellt. Eine weitere Palette dient der Zwischenablage. Die dritte Palette nimmt die Fertigteile auf. Zum Biegen setzt der Pressenbediener Joseph Schwarzgruber den Vakuum-Greifer auf den Schwerpunkt der Platine und hebt sie an. Anschließend wendet er die Platine, so dass beim Einlegen in die Biegepresse der Vakuum-Greifer das Blech von unten festhält. Das praktisch schwerelose Blechteil wird gefühlvoll bis zum Anschlag in die Biegepresse geschoben. Danach fährt der Stempel auf das Blechteil, so dass die Platine festgeklemmt ist. In der Zusammenarbeit der Steuerungen von Biegepresse und Handhabungsgerät werden sämtliche Bremsen des Handhabungsgeräts gelöst. Das Vakuum im Greifer bleibt erhalten. Nun kann der Biegeprozess eingeleitet werden. Der auf diese Weise frei bewegliche Vakuum-Greifer kann jetzt ungehindert alle Bewegungen des Bleches während des Biegens mitmachen. Um den Sicherheitsvorschriften genüge zu tun, muss der Bediener mit beiden Händen am Bedien­tableau des Handhabungsgeräts jeweils einen Taster drücken. Damit er in allen Situationen das Handhabungsgerät bequem steuern kann, sind sämtliche Funktionstaster zweifach ausgeführt. Ist die Biegeoperation beendet, halten die Biegewerkzeuge das Blech noch solange fest, bis alle Bremsen des Handhabungsgeräts verriegelt haben. Wenn das Blech dann wieder fest in der Hand des Handhabungsgeräts ist, fährt der Stempel in der Presse nach oben. Der Bediener nimmt das Blech aus der Biegepresse, wendet es und legt es auf die Zwischenablage. Damit der Bediener das Blechteil bequem, das heißt ohne viel manövrieren zu müssen, ablegen kann, ist die Saugerplatte pendelnd am Lastaufnahmemittel befestigt. Es sind Pendelbewegungen in einem Bereich von etwa 10 bis 20 Grad möglich. Von der Zwischenablage greift sich der Bediener das Blechteil von der anderen Seite und kann nun nach gleicher Prozedur die gegenüberliegende Spitze biegen. Nachdem die Spitzen gebogen sind, erfolgt das Biegen der beiden Rundungen.

Sichere Arbeitsweise

Die vorgeschriebene und ausgeführte Sicherheitsschaltung verhindert das Lösen der Last im Schwebezustand. Erst, wenn die Last abgesetzt ist, lässt sich der Sauger per Zweihandschaltung von der Last lösen. Selbst bei Ausfall der Druckluft bleibt der Unterdruck durch die Versorgung aus einem Sicherheitsspeicher solange erhalten, bis die Last sicher abgesetzt ist und die Last per Zweihandbedienung gelöst wird. Der beschriebene Einsatzfall ist nur ein Beispiel eines breit gefächerten Einsatzspektrums. Statt der Saugerplatte kann das Lastaufnahmemittel auch mit einer Vakuumtraverse, einem Magnetgreifer oder mit mechanischen Greifern ausgestattet werden. SMW benutzt für unterschiedlich gestaltete Platinen insgesamt drei verschiedene Saugerplatten. Sie lassen sich werkzeuglos und entsprechend schnell austauschen. Durch diese Flexibilität rentiert sich der Einsatz eines solchen Handhabungsgeräts auch im Fertigungsprozess von Einzelstücken oder Kleinserien. Bei Einsatz eines Lastmagneten oder mechanischen Greifern lassen sich Lissmac-Handhabungsgeräte auch zum Austausch von schweren Werkzeugen einsetzen.W

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EuroBLECH Halle 14, Stand G 14

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