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Kaschieranlagen mit minimierten Umrüstzeiten entwickelt

22.01.2009
Beim Kaschieren von Fensterprofilen erfordert der Produktwechsel einen erheblichen Aufwand. Nun hat der Sondermaschinenbauer Piras aus dem oberfränkischen Weißenstadt eine Anlage entwickelt, mit der die üblicherweise manuell durchgeführte Umrüstung automatisch erfolgt. Das Ergebnis: Die Umrüstzeiten von bis zu 4,5-Mann-Stunden wurde auf wenige Minuten minimiert.

Die Folienindustrie eröffnet mit immer neuen Entwürfen ein Spektrum an Gestaltungsmöglichkeiten, die auch im Markt von Fensterprofilen nachgefragt werden. Hersteller solcher Profile müssen deshalb ihre Produktion umstellen, um sich dem Nachfragetrend anzupassen. Kein großes Problem, sollte man meinen, denn im Grunde geht es nur darum, zu der Vielfalt an Fensterprofilen die individuell gewünschten Dekore aufzubringen.

Dieser Trend führt zu kleinen Losgrößen, die beim Einsatz konventioneller Kaschieranlagen lange Umrüstzeiten – bis zu 4,5-Mann-Stunden – zur Folge haben. Bei Produktwechseln in immer kürzeren Zeitintervallen schlägt sich dieser Aufwand in zunehmend stärkerem Maße auf den Preis des kaschierten Fensterprofils nieder.

Die logische Forderung ist, die manuelle Umrüstung durch eine automatische Umrüstung zu ersetzen und damit die Rüstzeiten deutlich zu reduzieren.

Dabei gilt es, das Grundproblem zu lösen – nämlich die bei jedem Profil vorhandenen unterschiedlichen Schrägen und Rundungen in den Griff zu bekommen. Außerdem muss ein Antriebssystem gefunden werden, das es ermöglicht, dünne und instabile Profile sicher durch die Maschine zu führen. Die Piras Metalltechnik GmbH & Co. KG hat das geschafft.

Schnelle Anlagenumrüstung funktionierte auf Anhieb

Die Firma Piras ist ein junges Unternehmen aus der Metallbearbeitung, das mit seinen mittlerweile 25 Mitarbeitern neben der Lohnfertigung im Sondermaschinenbau zu Hause ist. Sie nahm sich der Problematik der schnellen Umrüstung an und entwickelte eine komplette Anlage zum Kaschieren von Fensterprofilen.

Damit ist das Problem der langen Rüstzeiten bei Produktwechseln „vom Tisch“, denn die Umrüstung bei der neuen Anlage erfolgt jetzt automatisch. So hat der Anlagenbetreiber alle Freiheiten, seine Produktion auf die jeweils nachgefragten Dekore abzustimmen, und seien die Losgrößen auch noch so klein.

Kernstück der Kaschieranlage patentiert

Während für die Gesamtanlage Gebrauchsmusterschutz erteilt wurde, ist das Kernstück der Anlage patentrechtlich geschützt. Dabei handelt es sich um einen Roboterring, mit dem die Dekorfolie auf jedes, wie auch immer geformte Fensterprofil aufgebracht werden kann.

Die nach fast zwei Jahren Entwicklungs- und Bauzeit fertig gestellte Kaschieranlage konnte vom Kunden ohne Anlaufschwierigkeiten in Betrieb genommen werden. Schon wenige Wochen nach der Inbetriebnahme der Anlage orderte der Kunde eine zweite Kaschieranlage, die seit über einem Jahr in Betrieb ist. Beide Anlagen laufen im Vierschichtbetrieb, sieben Tage die Woche.

Einfaches Verfahren mit aufwändiger Technik

Bei der neuen Kaschieranlage durchlaufen die Profile mit gleich bleibender Geschwindigkeit automatisch alle Bereiche der Anlage. Im Primerbereich wird die Profiloberfläche zum Beschichten vorbereitet und sodann im Trockenbereich getrocknet. Danach erfolgt der Auftrag des Heißklebers und es beginnt der eigentliche Kaschiervorgang mit dem Aufbringen und Anformen der Folien auf das zu veredelnde Profil.

Nach dem Kaschieren wird im Trimmbereich (optional) die überstehende Folie beschnitten und im Auslaufbereich wird eine Schutzfolie auf das kaschierte Profil aufgebracht. So einfach ist die Geschichte, könnte man meinen.

Wer jedoch einen Blick auf die Anlage wirft, dem wird sehr schnell klar, dass bei dieser Lösung sowohl von der Antriebstechnik als auch von der Steuerungstechnik inklusive der zugehörigen Software alle Register gezogen wurden, damit ein reibungsloser Kaschierablauf sichergestellt ist. Dazu müssen die einzelnen Anlagenkomponenten folgende Funktionen sicher erfüllen:

-Die Steuerung der gesamten Anlage erfolgt über eine SPS mit einer leicht verständlichen und einfach zu bedienenden Software.

-Das Antriebskonzept besteht aus mehreren Frequenzumrichtern, die über Gleichlaufregelung mit Rückmeldung das zu kaschierende Profil mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch die Anlage führen.

-Die Dosierung des Lösemittelauftrags erfolgt in Abhängigkeit der Durchlaufgeschwindigkeit des Profils, die ebenfalls von einem Frequenzumrichter, angesteuert über CANopen, geregelt wird.

-Im Klebebereich, in dem der Heißkleber über eine Breitschlitzdüse zugeführt wird, ist die Steuerung der Auftragsmenge in der SPS integriert. Die Dosierung erfolgt in Abhängigkeit der Durchlaufgeschwindigkeit und der Profilbreite. Zum Einstellen der Breite und der Bahnkante kommen mehrere Kompaktantriebe zum Einsatz, die über CANopen mit der SPS kommunizieren.

-Die Positionierung und die Taktung der zahlreichen Servomotoren läuft über eine Rezepturverwaltung. Sie kann mit Import- und Export-Funktionen über eine Einfache CSV-Datei auf einem PC bearbeitet und gesichert werden.

-Als Positioniermotoren kommen die Kompaktantriebe zum Einsatz. Bei diesen Kompaktantrieben sind Motor, Getriebe, Geber, Leistungselektronik und Bus-Anbindung in einem Gehäuse untergebracht.

Überwachung und Sicherheit stehen hoch im Kurs

Ein vollgrafisches Touchpanel mit 10,4“-Flachbildschirm liefert einen optimalen Überblick über den Produktionsablauf. Am Bildschirm sind realistische und detailgetreue Bilder zu sehen, so dass die Ursachen für eventuell auftretende Fehler schnell erkannt und ausgewertet werden können. Das Touchpanel ist einfach zu bedienen und verfügt über umfangreiche Features.

Die heute schon obligatorisch geforderte Fernwartung von Maschinen und Anlagen werden auch bei der einfach zu bedienenden Kaschieranlage von Piras erfüllt. So können die SPS, Kompaktantriebe und Frequenzumrichter über Internet oder per Telefonanschluss, (Analog, ISDN oder GSM) überwacht werden.

Ausreichender Personenschutz ist ebenfalls gegeben. Mehrere Not/Aus-Schalter sowie zusätzlich angebrachte Reißleinen bieten eine hohen Grad an Sicherheit für den Anlagenbediener.

Winfried Schmidt | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/produktion/kunststoffundgummiverarbeitung/articles/167915/

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