Biegen Mit dem automatischen Biegezentrum die Fertigungszeiten um 75 % gesenkt

Redakteur: Dietmar Kuhn

Die Wettbewerbsfähigkeit deutscher Produktionsbetriebe lässt sich nur durch ausgeklügelte Produktionsanlagen sichern. Dies trifft auch auf die Blechbearbeitung zu. Mit einem automatischen Biegezentrum schaffte es der Großküchengerätehersteller und Edelstahlverarbeiter Convotherm im bayerischen Eglfing, seine Produktionszeiten um circa 75 % zu reduzieren.

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Nicht nur automatisiert, sondern auch mit passgenauen Kanten: Convotherm hat mit dem neuen RAS-Biegezentrum die Produktionszeit um etwa 75 % gesenkt.
Nicht nur automatisiert, sondern auch mit passgenauen Kanten: Convotherm hat mit dem neuen RAS-Biegezentrum die Produktionszeit um etwa 75 % gesenkt.
(Bild: RAS)

Weltenbummlern, die sich beispielsweise schon einmal an den kulinarischen Leckerbissen im Hotel Sacher in Wien, im Jumeirah Beach Hotel in Dubai oder gar auf einer Kreuzfahrt mit der Queen Mary II ergötzten, ist es sicher nicht bewusst, dass die kredenzten Speisen aus einem Combi Dämpfer stammen, der in Bayern hergestellt wurde. Denn im bayerischen Eglfing, etwa 20 km südwestlich des Starnberger Sees gelegen, produziert die Convotherm Elektrogeräte GmbH mit rund 300 Mitarbeitern diese sogenannten „Combi Dämpfer“. Das sind Geräte aus Edelstahl, speziell auf die Bedürfnisse von Großküchen dieser Welt zugeschnitten. 1976 von Dipl.-Kfm. Frank Dittmann und Dipl.-Ing. Werner Schwarzbäcker in Wolfratshausen gegründet, zog man 1982 an den heutigen Standort nach Eglfing um. Heute ist Convotherm ein Tochterunternehmen der amerikanischen Manitowoc Foodservice-Gruppe.

Viele komplexe Kantungen erforderlich

„Von diesen Combi Dämpfern“, sagt Wolfgang Salzmann, der bei Convotherm für die hochqualitative Fertigung verantwortlich ist, „stellen wir derzeit sieben verschiedene Gerätegrößen her.“ Darüber hinaus produziert Convotherm auch noch eine Reihe kleinerer Combi Dämpfer, die sogenannte Minilinie. Insgesamt sind es jährlich über 10.000 Geräte, die die Convotherm-Produktion verlassen. Damit sind Convotherm-Geräte praktisch in jedem Restaurant oder in jeder Großküche zu finden.

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Die Combi Dämpfer und ihre Bauteile sind ausnahmslos aus Edelstahl mit Blechdicken die überwiegend zwischen 0,8 und 1,5 mm liegen, gefertigt. Es handelt sich dabei meist um großvolumige Seitenteile für innen und außen oder für Türen. Nach dem Zuschnitt werden sie mit einer Vielzahl oft sehr komplexer Kantungen versehen.

Gesenkbiegepresse verursacht zu viel Arbeit und Druckmarken auf den Blechen

„Früher haben wir diese auf einer ganz normalen Gesenkbiegepresse hergestellt“, erläutert Salzmann. Das hat natürlich einige Zeit gekostet, weil das immer mit viel Handarbeit verbunden war. So war bei Convotherm der Wunsch entstanden, die Bauteile in einem automatischen Biegezentrum zu fertigen. „Zum einen wollten wir damit den Output und zum anderen die Wiederholgenauigkeit und somit auch die Fertigungsqualität wesentlich steigern“, erklärt Salzmann. Darüber hinaus wollte man bei Convotherm auch die beim Gesenkbiegen auftretenden, unschönen Druckmarken eliminieren, die immer auf dem Blech sichtbar waren.

Das war 2008. Die Entscheidung für ein automatisches Biegezentrum fiel dann auf die RAS Reinhardt Maschinenbau GmbH in Sindelfingen, die mit ihrer Biegelösung voll überzeugen konnte.

Das schwäbische Unternehmen ist vor allem für Maschinen und Anlagen der Blechbearbeitung bekannt. Mit dem Multi-bend-Center ist RAS ein genialer Wurf gelungen, der jetzt auch Convotherm zugute kommt. All die Kriterien, die Convotherm wichtig sind, werden mit dem Multibend-Center erfüllt.

„Die Anlage geht mit den großformatigen Edelstahl-Blechteilen äußerst schonend um. So gibt es keine Beschädigungen am Blech mehr, die beispielsweise durch eine Relativbewegung zwischen Werkzeug und Blechoberfläche entstanden. Auch die anderen Kriterien haben wir erfüllt und dabei die Bewegezeit um 75 % reduziert“, konstatiert Salzmann. Zudem zeigt sich das Biegezentrum als äußerst material- und werkzeugschonend. Seit Produktionsbeginn 2008 wurde nur ein einziges Mal ein Werkzeug ausgetauscht beziehungsweise repariert, und das auch noch durch eine Beschädigung, die außerhalb der Anlage passierte.

Automatisches Biegezentrum verarbeitet Edelstahlplatinen von 1600 mm × 1000 mm

RAS baut zwei Größen von Biegezentren. Für Biegelängen bis 2500 mm und 2160 mm. „Das Multibend-Center bei Convotherm verarbeitet Platinen aus Edelstahl mit geschliffenen Oberflächen in den Abmessungen von 1600 mm × 1000 mm“, so Salzmann. Das sind recht voluminöse Teile, aber sie lassen sich auf dem Multibend-Center optimal abarbeiten. „Früher auf der Gesenkbiegemaschine benötigten wir dafür zwei Mitarbeiter“, ergänzt er.

Die Bleche beziehungsweise Blechzuschnitte werden als Paket aus einem Stopa-Hochregallager in den Biegecenter-Bereich übernommen. Dies geschieht üblicherweise durch einen Verfahrwagen, der die bereitgestellten Blechpakete vom Hochregal an das Biegezentrum fährt. Für Kleinaufträge, Bemusterungsteile oder Prototypen kann ein Bediener das Blech auch manuell dem Biegezentrum zuführen.

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Ein Kuka-Roboter, der zwischen Blechlager und Multibend-Center installiert ist, übernimmt per Vakuumsauger die einzelnen Platinen und wendet sie während des Zuführens, damit die geschliffene Seite am Fertigteil nach außen zeigt. Einzugszangen fördern die Platine ins Biegezentrum und ein Platinenscanner richtet das Werkstück aus.

Steuerung des Biegezentrums lässt Roboter die richtige Platine auswählen

Auf der Regalpalette können Stapel mit unterschiedlichen Platinen liegen. „Welche Platinen auf dem Regalwagen liegen, wo sich die Teile befinden und wie viele der Roboter dem Biegezentrum zuführen soll, diese Information bekommt er von der Steuerung des Biegezentrums“, erklärt Willy Stahl, Geschäftsführer der RAS Reinhardt Maschinenbau GmbH in Sindelfingen. Für diesen Ablauf ist keine Programmierung und kein Teachen notwendig. Das würde ja einer flexiblen Fertigung entgegenstehen.

Deshalb spricht RAS von einem intelligenten Roboter, der sich seine Bahnkurve von der Platinenaufnahme bis zur Ablage auf dem Hauptmanipulator selbst berechnet. Das bedeutet viel Mathematik und Koordinatentransformation.

Roboter positioniert Platine im Biegezentrum präziser als jeder Mensch

Gleiches gilt auch für den Entnahme-Roboter, der am Fertigteilauslauf die gekantete Platine entnimmt. Doch zurück zur Beladung. Nachdem der Hauptmanipulator die Platine lagegerecht gespannt hat, bewegt er das Blech im gesamten Biegezyklus. Er positioniert das Werkstück hundertstelmillimetergenau und dreht es auf ein Tausendstelgrad präzise, sodass ein menschlicher Bediener, und sei er noch so gut, diese Werte nie erreichen könnte.

Jetzt erfolgt der eigentliche Biegeprozess. Dabei spannt die servomechanisch angetriebene Oberwange die Platine gegen die Unterwange. Die Biegewange führt dann die eigentliche Biegung oder Kantung aus, indem sie auf den programmierten Winkel schwenkt und automatisch die gewünschten Radien, Umschläge oder Profile erzeugt. Dabei wird der vom Convotherm-Fertigungsleiter Wolfgang Salzmann gewünschte Effekt des druckmarkenfreien Biegens sichergestellt.

Biegezentrum realisiert mit einem Werkzeugsatz unendlich viele Biegevarianten

Deutlich wird auch die Tatsache, dass man mit einem einzigen Werkzeugsatz unendlich viele Biegevarianten realisieren kann. Ändert sich die Biegeteillänge, dann werden die Werkzeuge mithilfe von Wechselarmen sekundenschnell in Position gebracht. Darin sieht Salzmann auch einen der großen Vorteile des Multibend-Centers. Denn egal ob mehrere gleiche Teile oder ein einzelnes Teil benötigt werden, die Flexibilität bleibt stets erhalten.

Das fertig gebogene Teil wird über Transportbänder ausgeschleust. Sofern es sich um ein einzelnes Teil handelt, kann es der Bediener vom Puffertisch nehmen und sofort in den Weiterverarbeitungsprozess geben.

Serienteile schleust das Biegezentrum auch zur Entladeseite aus. Dort wartet ein Entladeroboter, der die Biegeteile mit Vakuumsaugern aufnimmt und abstapelt. Wie die Teile auf den Systempaletten abgestapelt werden sollen, bestimmt der Bediener. Stehend, liegend, verschränkt – nahezu alles ist möglich. Ohne Programmieren und ohne Teachen des Roboters. Selbst ineinander gelegt ist machbar. Dazu fährt der Entladeroboter jedes zweite Teil an eine „Umspannstation“, die das Blechteil solange festhält, bis der Roboter es von der anderen Seite greifen kann. Anschließend wird es um 180° zum vorherigen Teil gedreht abgestapelt.

Prozess lässt sich mit automatischem Biegezentrum auf zwei Arten starten

„Den Prozess“, so erklärt Stahl, „kann man auf zwei verschiedene Arten starten. Einmal schiebend, indem man die Auftragsdaten (etwa für eine Seitenwand) direkt am Display eingibt oder von einem ERP-System übernimmt. Das Stopa-Regallager prüft, ob die Seitenwand-Platinen vorrätig sind und lagert sie aus. Der Roboter weiß, was er entnehmen muss, und der Wechsler baut die Werkzeuglänge auf. Im Fall der ziehenden Fertigungssteuerung bestimmt der Montagebedarf per Kanban die Auftragsfolge. Ein Bediener steckt eine Kanban-Karte in einen Matrixcode-Halter, der an der Palette angebracht ist.“ Ein Scanner liest die Auftragsdaten und meldet die an das Stopa-Lager. Danach gestaltet sich der Fertigungsprozess wieder gleich.

„Gerade mit unseren flexiblen und intelligenten Be- und Entladesystemen in einer Komplettzelle sehen wir für RAS ein besonderes Alleinstellungsmerkmal“, sagt Stahl.

Roboter kann Rückwand für stehendes Abstapeln der Biegeteile selbst holen

Zum liegenden Abstapeln von Biegeteilen reicht eine Palette. Soll der Roboter die Biegeteile jedoch stehend ablegen, benötigt die Palette eine Rückwand, gegen die er die Fertigteile anlehnen kann. Was aber, wenn der Bediener die falsche Palette aufgesetzt hat? Kein Problem: Der Roboter erkennt aus dem Matrixcode, dass eine Rückwand benötigt wird. Er holt sich die Rückwand aus einem Rückwand-Magazin, steckt sie in die Basispalette und kann danach die Biegeteile stehend dagegenlehnen.

Convotherm hat auf diesem RAS-Multibend-Center täglich etwa 30 Aufträge mit rund 30 bis 40 Teilen in höchster Genauigkeit und Sauberkeit und zudem in wechselnden Combi-Dämpfer-Typen. Etwa 1000 t Edelstahl werden jährlich damit gebogen. Dabei reicht die Aufgabe vom schnell „dazwischengeschobenen“ Einzelteil bis zum Serienteil.

Für Fertigungsleiter Wolfgang Salzmann ist die RAS-Anlage eine gewinnbringende Investition. „Wir sind noch nicht an der Kapazitätsgrenze angelangt. Die Anlage ist so schnell. Da haben wir noch Luft nach oben für unsere geplante Stückzahlerhöhung“, sagt er und ergänzt: „Mit dieser Anlage können wir im Design unserer Bauteile Sachen machen, die wir uns am Anfang noch gar nicht vorstellen konnten.“ Die Konfiguration des gelieferten Biegezentrums haben RAS und Convotherm gemeinsam erarbeitet. Sie passt optimal zu den Prozessabläufen beim Kunden.

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