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Manufacturing-Execution-SystemeDie selbstregelnde Fabrik

Mobile MES-Anwendungen mit Hydra von MPDV

Begriffe wie Selbstregelung, Selbstoptimierung oder selbstlernende Maschinen tauchten bereits in den Anfängen der Industrie 4.0 auf. Sie halten sich hartnäckig, werden in jüngster Zeit sogar häufiger genannt.

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Kreissägen für AluminiumSägen im Lohn: Wirtschaftlichkeit tut Not

Umstrukturierungen in größeren Unternehmen werfen regelmäßig die Frage auf, ob bestimmte Funktions- und Serviceaufgaben selber fortgeführt oder ausgegliedert werden sollen. So auch bei der Firma Bartmann: Rund zehn Jahre ist es her, seit das Unternehmen für Metallverarbeitung und Sägerei innerhalb der Aluminiumwerke Unna als Lohnsägerei selbständig wurde. Mittlerweile hat sich das Unternehmen mit seinen zwölf Vollzeit- und sechs Teilzeit-Mitarbeitern einen guten Ruf als Spezialist in Sachen Aluminiumverarbeitung erarbeitet.

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ti1: Sägen im Lohn: Wirtschaftlichkeit tut Not

In den Anfangsjahren bestritt eine einzige Aluminium-Kreissäge das Tagesgeschäft und die Aluminiumwerke Unna waren der größte Kunde. Letzteres ist zwar nach wie vor so; andere Aufträge haben allerdings in den vergangenen Jahren immer größeren Anteil gewonnen. Auch die Zahl der Kreissägen hat sich erhöht – von damals einer auf nunmehr vier Kreissägevollautomaten und eine manuelle Kreissäge.

„Immer wenn Aluminium-Zuschnitte in großen Stückzahlen verlangt werden, kommen die Kreissäge-Vollautomaten VA-L350 und 560 NC zum Einsatz“, erläutert Geschäftsführer Robert Bartmann, „und zwar über die unterschiedlichsten Profilgeometrien hinweg. Auf erstgenanntem Typ trennen wir mehr dünnwandige Rohre und Profile bis zu einem Durchmesser von 130 Millimeter“. Alle Spanndrücke lassen sich individuell auf das zu sägende Profil einstellen.

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An die Anlage angeschlossen ist ein Lademagazin zum automatischen Beschicken des Automaten. Abschnittseitig befindet sich ein Entsorgungsband, das Anschnitte und Reststücke ausschleust und entsorgt, sowie die Abschnitte seitlich in eine Entgratanlage abschiebt. Ist sie voll, hält die Säge automatisch an. Ein weiterer praktischer Nutzen des Entsorgungsbandes: Während die Rohre über das Band laufen, befreit sie eine Ausblasdüse von Spänen, die zwangsläufig im Rohr liegen bleiben.

Auf dem neuesten Aluminium-Kreissägeautomaten bei Bartmann vom Typ VA-L560 Hydraulik, werden vorzugsweise Vollmaterialteile und dickwandige Profile wie Pumpengehäuse oder größere Seilklemmen gesägt. „Das Pumpengehäuse, das wir zur Zeit auf dieser Maschine bearbeiten, besteht aus einer besonderen Legierung, die schwierig zu sägen ist. Gerade für solche Materialien bis 200 Millimeter Durchmesser ist unsere neue Kreissäge genau die richtige Maschine“, so Robert Bartmann. Doch es geht noch mehr: „Aus Aluminium sägen wir wirklich alles im Durchmesserbereich von 1 bis 350 Millimeter sowie Abschnittlängen von fünf Millimeter bis zehn Metern“, fährt er fort. Zur Zeit seien es immerhin rund 200 Tonnen kurz gesägter Teile pro Monat.

Glatter Schnitt

Hohe Auslastung und Produktivität müssen gegeben sein, um dieses Geschäft auf Dauer wirtschaftlich betreiben zu können. Beides ist nach Angaben von Robert Bartmann gegeben. Entscheidend kann jedoch ein weiterer Punkt sein: Die Qualität der Schnittflächen. Je nach Bauteil bearbeiten die Kunden die Schnittflächen der Abschnitte nicht weiter sondern verlangen hohe Oberflächengüte und geringe Form- und Lagetoleranzen. Eine zusätzliche Nachbehandlung der Oberflächen würde unnötig Zeit und Geld kosten. Versehen mit den entsprechenden Kreissägeblättern erreicht Bartmann bis zu ±0,05 Millimeter Abschnitttoleranz, geringe Winkelfehler und Rautiefen zwischen Rz 5 bis 16. „Unsere gesägten Rohre werden beim Kunden direkt umgebördelt; da müssen die Schnitttoleranzen einfach passen“, erläutert der Unternehmer den Weiterbearbeitungsprozess.

Für die erforderliche Schnittqualität sorgen eine integrierte Schnittspalt-Erweiterung und eine Micro-Sprüheinrichtung, die das Sägeblatt aus zwei Düsen gezielt besprüht. Die serienmäßige Zweipunktspannung, links und rechts vom Sägeblatt, ermöglicht gratarme Schnitte. Ihr großer Schnittbereich und der Einsatz hartmetallbestückter Kreissägeblätter von 350 bis 560 Millimeter Durchmesser, sowie ein NC-Stangennachschub mit Verfahrgeschwindigkeiten bis 800 Millimeter pro Sekunde tragen zum Zeitgewinn maßgeblich bei. In Verbindung mit der stabilen Maschinenkonstruktion und bis zu 24 Kilowatt Antriebsleistung sind Zerspanungsleistungen zum Beispiel bei der Legierung AlSi0,5 mit Durchmesser 200 Millimeter Vollmaterial in nur 10,5 Sekunden möglich.

Prozess-Sicherheit und Verfügbarkeit

Wie schon erwähnt, können schon geringfügige Störungen die Fertigung nachhaltig aus der Zone der Wirtschaftlichkeit drängen. Konkrete Zahlen kann ein anderer Anwender nennen: Der berichtet aus seinem Dreischicht-Betrieb von 96 Prozent Verfügbarkeit seiner Sägen in Hydraulikausführung im Durchschnitt der letzten Jahre. Möglich macht dies unter anderem eine optimierte Entsorgung der Späne. Für die Späneentsorgung zuständig sind bis zu drei, an unterschiedlichen Stellen positionierte Absaugkanäle. Sie sind an eine leistungsstarke Absauganlage gekoppelt, die die Späne mit einer Zellenradschleuse in den bauseitig angebrachten Container befördert. „Weniger Späne bedeuten einen geringeren Reinigungsbedarf und natürlich auch weniger Störquellen.

Und auch die Maschinensteuerung trägt ihren Anteil zum reibungslosen Bearbeitungsprozess bei. Auftragsbezogene Parametereingaben, Reststückoptimierung und eine neu entwickelten Rücklaufsperre erleichtern den Betrieb der Anlage in bedienerarmen Schichten. Beim Arbeiten ohne Lademagazin kann das Material mit der Stangenabholfunktionen gewechselt werden, ohne die Schutzhaube öffnen zu müssen. Dank leicht wechselbarer Form- oder Prismenbacken lassen sich auch komplizierte Aluminium-Profile zuverlässig spannen. Eine Zeitersparnis, die sich rechnet.

Mit einem Flachmagazin mit variabler Fachbreite können zwischen 35 Stangen (je 39,5 Millimeter Fachbreite) und 5 Stangen (je 300 Millimeter Fachbreite) vorgelagert werden. Je nach Randbedingungen lassen sich Ketten-, Schräg- und Bundlademagazine integrieren.

Aluminium – einen Trend- werkstoff effizient bearbeiten

Robert Bartmann sieht noch Wachstumspotenziale bei seiner Dienstleistung Aluminiumsägen. Ein Schlüssel, um in diesem Marktsegment erfolgreich zu sein ist für den westfälischen Unternehmer ein moderner Maschinenpark. „Durch die erheblich verbesserte Leistungsfähigkeit gegenüber älteren Modellen schaffen unsere neuen Sägen nicht nur mehr in kürzerer Zeit, sie gehen auch effizienter mit dem zu bearbeitenden Material um“, weiß der Praktiker. Aus dem vorrangigen Trennen wird ein vollwertiger Bearbeitungsprozess mit vielen Einflussmöglichkeiten, um die Kosten zu senken. Dabei spielen mehrere Faktoren eine Rolle – und mögen sie auf den ersten Blick auch nebensächlich scheinen.

„Es fängt damit an, dass die Maschine gut zugänglich sein muss, damit wir beim Profilwechsel nicht viel Zeit verlieren“, nennt Robert Bartmann ein Beispiel. Genauso wichtig sind für ihn die Aspekte Toleranzen und Langlebigkeit einer Anlage. Der durchdachte Aufbau der Sägen hat jedoch nicht nur Einfluss auf die Rüstzeiten. „Mir persönlich gefällt der Sägeschnitt von oben, weil dann die Späne besser abgesaugt werden können“, so Robert Bartmann. Käme die Säge von unten, müssten die Profile immer über den größeren Tisch transportiert werden. Riefen und Kratzer sind dabei nicht auszuschließen.

Und wie sieht die Zukunft im Aluminium-Sägebereich aus? Noch mehr Leistung? Oder doch eher eine stärkere Optimierung im Sinne beispielsweise einer Reduzierung von Rüstzeiten, Stillstandszeiten und dergleichen? Martin Schmideder vom Sägenhersteller meint dazu: „Möglicherweise geht der Trend auch in Richtung selbstlernender Parameter, zum Beispiel zur automatischen Anpassung der Schnittwerte an das Material. Auch mehr Flexibilität durch die Einbindung in übergeordnete Systeme ist denkbar.“ Sicherlich wird eine noch stärkere Ausrichtung an Anforderungen des Kunden spürbar werden. Ein Beispiel ist hier das Sägen von Aluminium-Schmiederohlingen, bei dem Messeinrichtungen zum volumenkonstanten Sägen eingesetzt werden. Robert Bartmann wird die Technologie-Schritte seines Herstellers genau verfolgen und mit den Schwaben im Gespräch bleiben.Meinolf Droege

Dienstleistung Sägen

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