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Herrmann + Hieber / Alzner Automotive Vollautomatische Versorgung: Flexible Kranlogistik fürs Presswerk

| Autor / Redakteur: Klaus Vollrath / M.A. Frauke Finus

Für Anlagen, die mit häufigen Produktwechseln zurechtkommen müssen, spielt Umrüstflexibilität eine wesentliche Rolle. Der Einsatz stapelbarer Gestelle ermöglichte eine um 50 % bessere Ausnutzung der Hallenhöhe als ein staplerbedientes Hochregallager. Mit einer Anbindung an die AV- und ERP-Software wird eine vollautomatische Bereitstellung mit Werkzeugen möglich.

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Der vollautomatische Kran hat das benötigte Werkzeug just-in-time aus dem Lager geholt und per Shuttle in der Halle bereitgestellt.
Der vollautomatische Kran hat das benötigte Werkzeug just-in-time aus dem Lager geholt und per Shuttle in der Halle bereitgestellt.
(Bild: Klaus Vollrath)

„Wir sind Blechteilehersteller und versorgen die Automobilindustrie sowie weitere Branchen mit hochwertigen Stanz- und Biegeteilen sowie fertigen Baugruppen aus Stahl, Aluminium, Messing oder Kupfer“, sagt Hans-Martin Tekeser, Geschäftsführer der Alzner Automotive in Grafenau. Dabei setzt das 2004 gegründete Unternehmen auf modernste Produktionstechnologien, höchste Qualität sowie seine Kompetenz zur partnerschaftlichen Entwicklung neuer Lösungen beispielsweise im Bereich der Elektromobilität. Zur Stanztechnik gesellen sich noch zahlreiche weitere Verfahren wie Biegen, Laserschneiden, Schweißen, Clinchen und Toxen sowie die Komplettierung mit zusätzlichen Komponenten aus Metall, Gummi, Folien oder Klebepads. Dabei übernimmt man Verantwortung für die Herstellung komplett einbaufertiger Baugruppen, die der Kunden direkt in seinen eigenen Fertigungsprozess eingliedern kann. Von großer Bedeutung sind für Alzner zusätzliche Kompetenzen in den Bereichen Konstruktion, Werkzeugbau, Qualitätskontrolle und Logistik. Eine besondere Rolle spielt deshalb auch die möglichst vollständige Vernetzung aller Prozesse von der Entwicklung bis zur Fertigung mithilfe moderner IT-gestützter Verfahren. Die hauptsächlich eingesetzten Schuler-Pressen verfügen deshalb über den IloT-Connector, mit dem sich der Betriebsstatus der Anlagen jederzeit abrufen lässt. Hierzu gehören auch alle Informationen über das aktuelle Werkzeug, die Hubzahl, die Presskraft sowie die Schmier- und Kühlkreisläufe.

Effiziente Werkzeugversorgung für mehr Flexibilität

„Da wir im Pressenbereich eine Vielzahl unterschiedlichster Produkte in pro Abruf stark variierenden Stückzahlen von einigen 10.000 Teilen bis herab zu einzelnen Prototypen herstellen, müssen wir unsere Anlagen häufig umrüsten“, ergänzt Tekeser. Flexibilität beim Eingehen auf Kundenwünsche hat hierbei höchste Priorität. Bei den meisten Werkzeugen handelt es sich um sogenannte Folgeverbundwerkzeuge. Dies sind im Prinzip selbst wiederum komplexe Anlagen, in denen die gewünschten Teile in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten aus einem durchlaufenden Band zunächst gestanzt und anschließend schrittweise umgeformt werden. Sie bestehen aus Ober- und Unterteil mit zahlreichen beweglichen Teilen, sind bis zu 6 m lang und bringen bis zu 7 t auf die Waage. Nach dem Einsatz werden sie überprüft und gewartet und anschließend wieder eingelagert. Die Schnelligkeit und Effizienz beim Tausch sowie beim Ein- und Auslagern dieser Werkzeuge hat großen Einfluss auf die Produktivität der Anlagen und damit auf die Wirtschaftlichkeit der Fertigung.

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„Ende 2018 bat uns Alzner um Vorschläge für eine geeignete Lösung“, erinnert sich Jan Guthmann, Geschäftsführer der H+H Herrmann + Hieber GmbH in Denkendorf. Es ging um den Transport und die vollautomatische Lagerung von rund 100 Werkzeugen in zwei Hallen mit einer dazwischen liegenden überdachten Kaltstrecke für LKW-Transporte. Neben hoher Geschwindigkeit des Austauschs wurden auch ein möglichst geringer Bedarf an Hallenfläche sowie bestmögliche Nutzung der vorhandenen Hallenhöhe gefordert. Zudem sollte sich die Anlage nicht nur für die Einlagerung von Werkzeugen, sondern auch von Coils sowie von auf Europaletten gelagerten Blechen eignen. Für den Weitertransport der Werkzeuge oder Materialien von und zu den Pressen beziehungsweise zu externen Übergabestellen sollten sowohl die vorhandenen Hallenkrane als auch Schwerlast-Gabelstapler eingesetzt werden können. Besonderen Wert legte der Kunde auf größtmögliche Zuverlässigkeit des Systems, da hiervon die Versorgung der Pressen, die Presskräfte von bis zu 630 t erreichen, abhängt.

Schneller Automatikkran und selbsttragende Gestelle

„Die von uns vorgeschlagene Lösung besteht aus einem vollautomatischen Kran in Kombination mit Gestellen, zwei ebenerdigen Übergabeshuttles sowie einem Brückenshuttle zu einem Übergabeturm in der Nachbarhalle“, erläutert J. Guthmann. Die Kranbahn wurde freitragend auf eigenen Stützen realisiert. Der auf Geschwindigkeit ausgelegte Kran mit 8,5 t Tragfähigkeit erreicht eine Hubgeschwindigkeit von 0,3 m/s und eine lineare Verfahrgeschwindigkeit von 1,5 m/s. Herausragende Besonderheit der Lösung ist die Verwendung selbsttragender stapelbarer Gestelle. Im Vergleich zu einem klassischen staplerbedienten Hochregallager war es dadurch möglich, innerhalb der vorhandenen Hallenhöhe sechs statt nur vier Werkzeuge übereinander zu lagern. Durch Verwendung dieses automatischen Blocklagers mussten zudem keine zusätzlichen Stapler-Rangierflächen freigehalten werden. Die einzelnen Gestelle werden vom Kran mithilfe einer von vier Seilen gehaltenen Greifertraverse übereinander gestapelt beziehungsweise auf Übergabeshuttles abgesetzt und aus dem Lagerbereich ausgeschleust. Die Anbindung an die Pressen in der benachbarten Halle erfolgt über eine Hochbrücke mithilfe eines separaten Shuttles. Somit kann der LKW- und Staplerverkehr im Zwischenbereich ungestört abgewickelt werden. In der Nachbarhalle werden die Gestelle von einem Vertikalförderer übernommen und entweder in vier Lagerfächern zwischengelagert oder direkt ausgeschleust.

„Die Verwendung eines Blocklagers mit Lagergestellen ermöglicht eine optimale Kapazitätsnutzung des verfügbaren Lagervolumens. Die Lagerverwaltung ist dabei chaotisch organisiert“, verrät Guthmann. Um an ein Gestell in einer der unteren Lagen heranzukommen, müssen die jeweils drüber gestapelten Gestellen abgehoben und auf andere Stapel gesetzt werden. Die jeweiligen Lagerorte wechseln daher ständig und sind nur der Steuerung bekannt. Diese Sortierzyklen erledigt der Kran in den Pausen zwischen den einzelnen Versorgungsfahrten. Dadurch kann die Stapelfolge im Lager ständig optimal auf die jeweilige ERP-Planung abgestimmt werden. Das System arbeitet mit umfangreichen Lagerstrategien, so werden beispielsweise selten benötigte Gestelle in den unteren und äußeren Lagerebenen gelagert.

Chaotische Lagerung und optimierte Bereitstellung

„Da wesentliche Teile unserer Produktion von dieser zentralen Werkzeuglogistik abhängen, ging der Entscheidung für Herrmann+Hieber eine gründliche Prüfung voraus“, weiß Tekeser. Das seit Jahrzehnten tätige Unternehmen verfüge über einen guten Ruf, auch was die Qualität und Haltbarkeit der realisierten Projekte angeht. Die Gespräche begannen im Jahr 2018 und zeigten schnell, dass Beratung und Planung mit hoher fachlicher Kompetenz erfolgten. Obwohl es sich bei den einzelnen Komponenten um bewährte Produkte handelte, war die Anlage in dieser Form dennoch ein Unikat, unter anderem mit Blick auf die hohe Kranbelastung von insgesamt 8,5 t. Die Gesamtinbetriebnahme wurde im Oktober 2019 erfolgreich abgeschlossen. „Hinsichtlich der Qualität hat H+H Herrmann + Hieber unsere Erwartungen erfüllt und wir gehen von einer langjährigen partnerschaftlichen Zusammenarbeit aus“, bilanziert Tekeser.

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