Laserschneiden: wie kann ein Arbeitsablauf mit einem automatischen Magazin organisiert werden?

Der Fluss der Rohmaterialien und zugeschnittenen Werkstücke hat großen Einfluss auf die Produktivität der Laserschneidanlagen und auf die Organisation der Werkstatt. Die Frage nach der Automatisierung der Lagerung stellt sich daher, sowohl für das Beladen mit Blechen, wie auch für die Verwaltung der zugeschnittenen Produktion.Tatsächlich ist die Produktionskapazität der Laserschneidanlagen größer geworden mit dem Aufkommen der Faserlaserquellen und der beträchtlichen Leistungserhöhung der verwendeten Quellen. Daher muss eine Laserschneidanlage praktisch durchgehend be- und entladen werden, vor allem wenn die Produktion Bleche von mittlerer oder geringer Stärke betrifft.

Auf der anderen Seite ist die Weiterverarbeitung der Bleche in den folgenden Produktionsvorgängen ebenfalls von dieser Volumetrie betroffen.

Pierangelo Tartaglia - Bystronic schätzt, dass „die gut ausgestatteten und sehr gut organisierten Unternehmen auf eine Nutzungsrate von 85% der Schnittkapazität der Laserschneidanlage kommen können.“

Die Schneidstation ist häufig die erste Produktionsstation in der Fertigung oder wenigstens in einer Blech verarbeitenden Werkstatt. Daher handelt es sich um einen interessanten Ausgangspunkt für eine Überlegung zur Struktur der Arbeitsabläufe für Rohmaterial, halbfertiges Material und fertige Werkstücke.

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Doch zuvor regen Rigobert Ghomsi und Marie-Christine Koch – Kasto dazu an, sich zwei Fragen zu stellen:

• Erlaubt die Funktionsweise des Rohmaterialstroms eine Laserschneidanlage optimal hinsichtlich ihrer Produktionskapazität zu nutzen? Anders gefragt, muss die Maschine manchmal auf Blech warten, um zu produzieren?
• Wie läuft der Produktionsweg nach dem Zuschnitt ab? Konnten Schwierigkeiten und ihre Auswirkungen ausgemacht werden?

Dieser Artikel wurde mit Erklärungen und / oder Illustrationen der Unternehmen Amada, Bystronic, Kasto, LVD, Prima Power, Salvagnini, TCI Cutting und Trumpf angefertigt.
 

Selbst wenn das Lagern zunächst auf eine Laserschneidanlage beschränkt ist, ist ein allgemeinerer Überblick über die Arbeitsabläufe eine gute Gelegenheit Schwachpunkte und Produktivitätsverluste  bei jeder Transfer- oder Produktionsphase auszumachen. Auf diese Weise kann eine Vorstellung davon entstehen, wie die Arbeitsabläufe im Unternehmen sein könnten. Die Wahl des Lagersystems, wie klein es auch sei, kann daher durch diese Elemente beleuchtet werden und es ermöglichen in eine zukunftsorientierte Lösung zu investieren.

Ausgehend von reellen präzisen Prädiktionsdaten zur Produktion ist das Unternehmen in der Lage Prioritäten zu erarbeiten.
 

Die Versorgung mit Blech an den Schneidemaschinen ist häufig ein Aspekt mit zahlreichen Problematiken, wie der Verwaltung einer großen Bandbreite an Arten und Stärken von unterschiedlichen Materialien, das Bewegen des Materials vom Lager zu den Schneidemaschinen und die Organisation der Abfälle für eine spätere Weiterverwendung.

Für Loïc Vicaud – Trumpf, „ist das Laserschneiden oft die erste Produktionsstation, und könnte unter einer vorab mangelhaften Organisation des Rohmaterials leiden. Oft ist dies auch der erste „Stein“ beim Erstellen eines automatischen Lagersystems.“

Aus diesem Grund kann die Analyse sich auf einige zu sammelnde Informationen oder einfache Beobachtungen stützen:

• Anzahl der unterschiedlichen Materialreferenzen (Nuance / Stärke / Format) und diejenigen, die 80% der Produktion ausmachen.

• Liste der durchgeführten Schritte, um eines oder mehrere Bleche abzuziehen und diese bis zur Maschine zu transportieren: Hubwagen in Betrieb nehmen + bewegen zum Lagerrack,     das Paket / die gesamte Palette der Bleche herausholen, die benötigte Menge an Blechen abziehen, das Paket / die Palette von Blechen im Rack verstauen, Entnahme in den Verwaltungstools des Unternehmens vermerken, das Material zur Maschine bringen und dort positionieren usw.

• Beobachtung der Schwierigkeiten bei jedem Arbeitsschritt, wie beispielsweise: um die Bleche von einander zu trennen und die richtige Menge zu entnehmen, vor allem bei geringen Materialstärken, die durch das Handling entstehende Abfälle, die Schwierigkeit ein Blech oder einen Rest zu finden, Probleme bei der Sicherheit während des Transports usw.

• Messen der allgemeinen Durchschnittszeit, die benötigt wird, um ein Blech abzuziehen und es in die Maschine zu laden, um auf diese Weise die tägliche Zeit für das Beladen der Schneidestation schätzen zu können.

• Die Stillstandzeiten der Maschinen, die in Verbindung mit der Materialversorgung stehen, einschätzen können.

Ausgehend von diesen Daten kann sich der Sinn einer automatischen Lagerlösung bestätigen (oder auch nicht) und eventuell im zutreffenden Fall eine erste Idee von der benötigten Größe entstehen.

Franck Ferrari – Amada fasst zusammen und erklärt: „Die Laserschneidanlagen sind heutzutage soviel produktiver, dass die meisten neuen Installationen mit einem Lagerturm versehen sind, um die Autonomie zu erhöhen und den Laderhythmus mit Rohmaterial halten können, den die Schneidanlage vorsieht.“
 

Am Ausgang der Lasermaschine kann die Aufnahme der zugeschnittenen Werkstücke in ein automatisches Magazin unterschiedliche Formen haben:

• Die Lagerung des vollständig zugeschnittenen Blechs in einem Magazinturm für eine spätere Sortierung.

• Eine vorab von einem Roboter, oder eventuell durch einen Maschinenbediener, durchgeführte Sortierung, anschließend auf Paletten in einem Magazin.

Das Hauptziel der Nutzung eines Magazins am Ausgang der Laserschneidanlage ist die Lagerung der Werkstücke oder der Produktion. Die computerbasierte Identifikation in Verbindung mit dem automatischen Magazin erlaubt es anschließend einfach die Produktion wiederzufinden.

Pierangelo Tartaglia – Bystronic betont „die Wichtigkeit eine Produktionsorganisation zu schaffen, um die Maschine und auch die übrigen Maschinen bestmöglich auszulasten: Abkantpresse, Schweißen, Lackieren usw.“

Die Lagerung der halbfertigen Werkstücke kann außerdem dazu führen den allgemeinen Fluss der Werkstücke in der Werkstatt nach dem Schneiden genauer zu betrachten.
 

Das Handling der Werkstücke von Station zu Station ist zeitaufwendig und hat häufig Auswirkungen auf die Produktivität der Produktionsstationen, die beladen werden müssen. Und oft ist eine Nachverfolgbarkeit schwierig. Ein Überdenken der Materialströme kann dazu führen, einige Beladungsabläufe mit halbfertigen Werkstücken zu automatisieren. Lagermagazine bieten in der Tat zahlreiche Möglichkeiten, um die Ströme zu verbessern und die automatischer zu machen, und dabei manuelle Phasen einzubauen, wenn dies nötig sein sollte. Die Automatisierung des Materialtransfers geschieht normalerweise durch Förderbänder, automatische Palettenlager,  Greifroboter usw.

Loïc Vicaud – Trumpf betont wiederum „die Wichtigkeit die Materialströme zu hinterfragen.“

Auf diese Weise erhält, nach einer ersten Bestandsaufnahme, das Industrieunternehmen einen klareren Überblick über die Punkte, die verbessert werden können. Es können dadurch erstellt werden:

• Eine Liste der Arbeitsvorgänge zur Handhabung der Werkstücke an einem durchschnittlichen Arbeitstag mit jeweils der betreffenden Arbeitsstation, der Zielstation, der benötigten Zeit und eventuellen Schwierigkeiten.

• Eine Evaluierung der Produktionsverluste an den Produktionsstationen in Zusammenhang mit der Handhabung der Werkstücke in der Fertigung.

• Eine Identifikation der Lagerbereiche und der Zwischenlager in der Fertigung, sowie deren Auswirkungen.

Wie wir bereits im Verlauf dieses Artikels feststellen konnten, setzt die Frage nach der Lagerung durch automatische Türme oder Magazine eine allgemeine Überlegung zu den Material- und Werkstückströmen in der Fertigung voraus. Es handelt sich dabei um eine der wichtigen Etappen um mittel- oder langfristig zu einer 'Smart Factory' zu gelangen, d. h. zu einer intelligenten Fabrik (automatisiert, vernetzt und produktiv).


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