10. Fachtagung Walzprofilieren

Walzprofilieren wird flexibel

| Autor: Stéphane Itasse

Um Industrie 4.0 auch beim Walzprofilieren zu verwirklichen, gilt es, mehr Daten zu erfassen.
Um Industrie 4.0 auch beim Walzprofilieren zu verwirklichen, gilt es, mehr Daten zu erfassen. (Bilder: Itasse)

Wie kann das Walzprofilieren den heutigen Marktanforderungen gerecht werden, insbesondere an Flexibilität und kleinere Losgrößen? Antworten dazu gab es auf der 10. Fachtagung Walzprofilieren, organisiert vom Institut für Produktionstechnik und Umformmaschinen (PTU) der TU Darmstadt.

Wie sich mittels Walzprofilieren Produktionsprozesse vereinfachen lassen, zeigte Dr. Adrian Istrate, Leiter Entwicklung der Produktlinie Curtainsider bei Schmitz Cargobull. Der Lastwagenhersteller hat seit 2014 neue Fahrzeuge namens S.CS Genios auf dem Markt, die über ein walzprofiliertes Chassis verfügen.

Umstellung auf Walzprofilieren reduziert Zahl der Varianten um 80 %

Früher war die Produktion von Chassis für Planenauflieger mittels Schweißen sehr aufwendig. Heute jedoch fertigt Schmitz Cargobull seine Langträger für die Chassis aus gerollten Z-Profilen, die einen variablen Querschnitt im Kröpfungsbereich haben. „Der Kaltumform- und Kaltfügeprozess ergibt eine hohe Bauteilgenauigkeit und die einteiligen Z-Profile haben keine Schweißnähte und damit auch keinen Schweißverzug“, erläuterte Istrate die Vorzüge. Die Blechstärke erreicht dabei bis zu 7 mm. Als Herausforderung habe sich der Bereich über der Sattelmaschine erwiesen, der durch Einbringen einer Kröpfung verjüngt werden muss. Doch mit dem flexiblen Rollieren ist es Schmitz Cargobull zudem gelungen, einen flexiblen Produktbaukasten zu schaffen. Die gewalzten Profile werden dann auch im Werk gestanzt, ein standardisiertes Lochbild ist dabei für 95 % aller Fahrzeuge geeignet. „Der Übergang vom Schweißen zum Rollieren hat die Varianten um 80 % reduziert – bei hoher Produktflexibilität“, sagt Istrate.

Wie eine solche Flexibilität beim Walzprofilieren aussehen kann, berichtete Maider Arana, Projektleiterin beim Maschinenbauer Dimeco. Die Servoflexipress des Herstellers lässt sich nach ihren Worten gut mit einer Walzprofiliermaschine kombinieren. Sie bietet maximale Presskraft an jedem Punkt des Pressentisches und ist damit für außermittige Belastungen geeignet. Hinzu kommen ein schneller und genauer Vorschub sowie die Möglichkeit, verschiedene Teile auch ohne Werkzeugwechsel herzustellen. Um das anschließende Walzprofilieren flexibler zu machen, bietet Dimeco sowohl ein Doppelkopf- als auch ein Einzelkopfsystem. Die Wechselkassetten drücken die benötigte Zeit für den Austausch auf 10 min. Für komplexe Profilgeometrien schließlich bietet der Maschinenbauer ein Clinchverfahren direkt im Profilierprozess an. Die Kosten lassen sich durch einen verkürzten Prozess senken, Arana nannte als Beispiel Stahlprofile, die stranggepresste Aluminiumprofile ersetzen. Das Endprodukt wird dann manuell gebogen.

Klassisches Walzprofilieren wird mit Industrie 4.0 weiterentwickelt

Auch Industrie 4.0 trägt zur Flexibilität des Walzprofilierens bei. Dimeco hat dazu eine individuelle Software für die Kunden entwickelt, die das ERP-System des Unternehmens mit der Produktionslinie verbindet. Damit wird es möglich, aus Teilefamilien im System verschiedene Produkte zu profilieren. Die Teile können auch in Losgröße eins gefertigt und verschiedene Produkte nacheinander in gemischter Abfolge produziert werden.

Auf Industrie 4.0 setzt auch der Dimeco-Konkurrent Dreistern. „Industrie 4.0 ist heute schon sinnvoll, wenn es um eine höherer Produktivität, mehr Effizienz und sichere Prozesse geht“, sagte Ralf Kummle, Leiter des zentralen Produktmanagements bei dem Hersteller von Walzprofilieranlagen. Auch beim Realisieren von Just-in-Sequence-Abläufen, bei der Wartung oder um den Einfluss von Chargenschwankungen auszugleichen, ergeben sich Vorteile dadurch. Schließlich ließen sich Bedienfehler durch Automation vermeiden und Industrie 4.0 ermögliche auch eine einfachere Bedienung, indem beispielsweise die Bedienwege an der ohne Weiteres 50 oder 100 m langen Anlage optimiert werden.

Aus diesen Möglichkeiten und den Marktanforderungen heraus hat Dreistern mehrere technische Neuerungen entwickelt. So kann eine neue Doppelprofiliermaschine geometrisch ähnliche Profile mithilfe optimaler Automation produzieren, indem die bisher zeitaufwendige Blechdickenanpassung per Hand in Gruppen zusammengefasst und mit Exzenterverstellung über einen Antrieb positioniert wird. Bei den Verstelleinrichtungen hält eine manuelle Verstellung bei kurzen Wegen die Automatisierungskosten niedrig, bei langen Verstellwegen erfolgt sie aber stets über Stellmotoren. Richtapparate mit Gedächtnis und Stellmotoren für alle drei Achsen sollen für ein schnelles und automatisches Anfahren der Idealposition sorgen. Darüber hinaus kann die Maschine bis zu 1000 Rezepturen für verschiedene Profile speichern. Bei einem Produktwechsel werden die Einstellpositionen weitgehend automatisch angefahren, eine Positionsüberwachung signalisiert mit Digitalanzeige und Rot-Grün-Signallampe eine Abweichung vom idealen Prozess. „Insgesamt konnten wir die Rüstzeit bei einem Produktwechsel von 2,5 h auf 11 min reduzieren, und zwar von Gutteil zu Gutteil“, berichtete Kummle. Bereits bei fünf Produktwechseln pro Woche lohne sich der Aufwand für eine höhere Automatisierung.

Für die Zukunft des Walzprofilierens forscht zudem das PTU in mehreren Projekten. Unter anderem arbeitet das Institut daran, an einer Roboterstation vor der Profilieranlage Bauteile in vorgestanzte Löcher des Blechbands zu legen, die dann durch die Spannungen beim Walzprofilieren gefügt werden.

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