Metallbauer aus Pennsylvania achtet auf Automatisierung

Jun 12, 2023

Glen Zimmerman prüft den Zeitplan für die EBe-Plattenbiegemaschine des Unternehmens. Bilder: Prima Power

Metallverarbeitende Unternehmen sind seit Jahren auf der Suche nach der richtigen Lösung für ihre Organisationen. Natürlich hat sich die Lage in letzter Zeit durch die Erhöhung der Stundenlöhne in anderen Wirtschaftszweigen wie der Gastronomie und dem Gastgewerbe noch verschärft, was den Wettbewerb um Berufseinsteiger noch verschärft.

Um diesem anhaltenden Trend entgegenzuwirken, haben Metallbauer versucht, so viel wie möglich in die Automatisierung der Fertigungsaktivitäten in ihren Werkstätten zu investieren, um den Mitarbeitern mehr Zeit für komplexere Arbeiten zu geben. Für einige war dies jedoch keine neue Strategie. Raytec Fabricating zum Beispiel hat die Zeichen der Zeit schon seit mehreren Jahren gesehen und im Laufe der Jahre nicht nur produktivere Fertigungstechnologie gekauft, sondern mit jedem Kauf auch eine automatisierte Zukunft geplant.

Den Lesern von The FABRICATOR kommt der Name Raytec vielleicht bekannt vor. Das in New Holland, Pennsylvania, ansässige Unternehmen wurde im Dezember 2020 vorgestellt, weil es gerade eine 20-kW-Faserlaserschneidemaschine zusätzlich zu der 15-kW-Maschine erworben hatte, die es bereits besaß. Die Investition in die neue Laserschneidtechnologie war Teil der Wachstumspläne des Unternehmens. Das produzierende Unternehmen verzeichnete eine Ausweitung der Auftragsfertigung, war aber auch mit seinen eigenen Produktlinien beschäftigt – Bauprodukte wie Dachrinnensysteme und landwirtschaftliche Erzeugnisse wie Spezialkarren zum Wiegen von Schweinen. (Das Werk in New Holland fertigt Blechteile für diese Endproduktsegmente, und die Produktionskapazitäten an anderer Stelle kümmern sich um das Stanzen und Rollformen, das für die Bauprodukte erforderlich ist.)

Seit Veröffentlichung dieser Geschichte hat Raytec einen 30-kW-Eagle-Faserlaser von Fairmont Machinery, dem Lieferanten seiner beiden vorherigen Laserschneidmaschinen, hinzugefügt. Glen Zimmerman, einer der Eigentümer des Unternehmens und Sohn des Gründers Raymond (der „Ray“ in Raytec), sagte, er wisse, dass lasergeschnittene Metallzuschnitte seinem Unternehmen effizienter einen Wettbewerbsvorteil verschaffen. Das Timing ermöglichte es ihm auch, den 15-kW-Laser zu einem Zeitpunkt zu verkaufen, als er auf dem Markt stark nachgefragt werden sollte und viele Lohnfertiger es vorzogen, das Wettrüsten auszusitzen, das zu Laserschneidkapazitäten mit hoher Kilowattleistung führte.

Aber all diese Laserschneidleistung stellt eine zusätzliche Belastung für den Biegevorgang dar. Das bloße Hinzufügen von Abkantpressen war nicht die Lösung, da es nicht so einfach ist, erfahrene Bremsenbediener oder sogar jemanden zu finden, der daran interessiert sein könnte, dies zu erlernen. Aus diesem Grund hat das Unternehmen Biegetechnologie wie eine CNC-Abkantmaschine, auf der jetzt viele der größeren und schwierigeren Teile geformt werden, und eine TRUMPF-Roboterbiegezelle hinzugefügt, die jetzt die erste Wahl für das Biegen anspruchsvoller Kleinteile ist.

„Wir erkannten bald, dass wir diesen Weg [in Sachen Automatisierung] fortsetzen mussten, um erfolgreich zu sein“, sagte Zimmerman. „Damals haben wir darüber nachgedacht, einen Stapelroboter [zur Stanz-/Schneidemaschine] hinzuzufügen. Damals hatten wir noch nicht wirklich über automatisiertes Plattenbiegen nachgedacht – zumindest bis wir die Gelegenheit hatten, einige Arbeiten anzustellen.“ passt gut zu diesem Maschinentyp.“

Die Erweiterung der Stanz-/Scheren-Kombinationsmaschine Prima Power Shear Genius SGe8, die ursprünglich im Jahr 2015 gekauft wurde, um eine Plattenbiegemaschine, war eine logische Erweiterung des ursprünglichen Plans des Unternehmens hin zu einer stärker automatisierten Zukunft. Ein Stapelroboter an der Kombinationsmaschine würde die Verantwortung für die Materialhandhabung übernehmen und es dem Maschinenbediener ermöglichen, möglicherweise eine oder sogar zwei andere Maschinen zu bedienen. Der Roboter und eine angeschlossene Blechbiegemaschine wurden in ein System umgewandelt, in dem Teile ohne menschliches Eingreifen ausgestanzt, gestanzt und geformt werden konnten. Das erste Mal, dass eine Person das Teil berührt, ist die Handhabung des fertigen Teils beim Verlassen der Plattenbiegemaschine (oder der Stanz-/Scheremaschine, wenn keine Formgebung erforderlich ist).

Im Jahr 2020 entschied sich Raytec für die vollständige Automatisierung. Zur Beschickung der Stanz-/Scherzelle wurde ein Turm mit 14 Stationen installiert, der ein einzelnes Palettenbe- und -entladesystem ersetzte. ein servoelektrischer EBe Express Bender von Prima Power; ein Kommissionier- und Stapelroboter, der beim Herausnehmen von Teilen aus dem SGe hilft; und eine Pufferstation zwischen den beiden Zellen, um sicherzustellen, dass die Werkstücke reibungslos von einer Station zur anderen transportiert werden.

Trotz ihres Alters blieb die Stanz-/Scheren-Kombinationsmaschine ein geeigneter Kandidat für die Verankerung der neuen automatisierten Fertigungslinie. Schließlich handelte es sich um eine der ersten Zellen, die bei Raytec eingerichtet wurden und ohne Bediener in der Nähe arbeiteten.

Zimmerman sagte insbesondere, dass die Teilesortierfunktion der Maschine die Produktion rationalisierte. Der SGe verfügt über zwei 30 x 60 Zoll große. Abwurfzonen für mittelgroße Teile, die vom Gitter getrennt werden, und ein Querförderer, der kleinere Teile aufnimmt und sie in einen von fünf Behältern unter dem Tisch liefert.

Das Hinzufügen des Rohmaterial-Lagerturms, der mit der Stanz-/Scheren-Kombinationsmaschine verbunden war, war relativ einfach zu bewerkstelligen, da Platz vorhanden war, um ihn in der Nähe der Ausrüstung aufzustellen. Die gesamte Linie musste jedoch genau geplant werden.

Große und unhandliche Teile können jetzt an die neue Plattenbiegemaschine des Unternehmens geschickt werden, wo die Formen automatisch hergestellt werden, ohne dass eine manuelle Materialhandhabung erforderlich ist.

„Die Herausforderung bestand darin, innerhalb einer Länge der Fabrik zu bleiben, die durch ein Docktor bestimmt wurde“, sagte Fred Cooke, Vertriebsleiter von Prima Power. „Deshalb haben wir Standardkomponenten in einer individuellen Konfiguration bereitgestellt.“

Die SGe8 war eine 14-Fuß-Maschine. Format. Passenderweise konnten sowohl das an die Maschine angeschlossene Einzelblatt-Zuführsystem FLS1540 als auch das Kommissionier-/Stapelrobotersystem diese Teilegröße aufnehmen. Das Picking-Center-Gerät, das die Biegemaschine beschickt, ermöglicht eine Entfernung von 14 Fuß. auch Teile und öffnet die Tür für die Bearbeitung lasergeschnittener Rohlinge durch die Biegeanlage.

Das Design der Plattenbiegemaschine musste jedoch optimiert werden. Die Biegekonstruktion wurde von 149,6 Zoll auf 153,5 Zoll vergrößert, um einem bestimmten Teil gerecht zu werden, das Raytec regelmäßig herstellte.

Um Platz für alles zu schaffen, sagte Zimmerman, dass sie einige Maschinen aus dem Weg geräumt hätten. Es war eng für die gesamte Linie, aber es gelang ihnen, die gesamte Ausrüstung auf der rechten Seite der Docktür unterzubringen.

Die Linie heißt offiziell PSBB (Stanzen, Scheren, Puffern und Biegen) und der Pufferungsaspekt trägt dazu bei, die Produktion so zu beschleunigen, dass alles reibungslos durch die Linie fließt. Beispielsweise kann bei Teilen, die auf der SGe nicht viel gestanzt oder geformt werden müssen, das Scheren dem Stapelroboter sehr schnell voraus sein. Um dies zu vermeiden, werden die Teile gepuffert, nachdem sie von der Stanze/Schere freigegeben wurden, wo sie gehalten werden, bis der Roboter die Teile stapeln kann, um sie dem Plattenbieger zuzuführen oder für den Ausgang, wenn keine Umformung erforderlich ist.

„Mit der Programmiersoftware können Sie die Produktion ausführen und maximieren, ohne sich Gedanken über einen möglichen Engpass im System machen zu müssen“, sagte Zimmerman.

Ein Teilestapel vor der Biegemaschine ist kein allzu großes Problem, da die EBe laut Zimmerman etwa zwei- bis dreimal so schnell arbeiten kann wie die Stanz-/Scheremaschine, insbesondere wenn Prägungen oder Hochformungen Teil der Aktivitäten auf der sind SGe.

Im Gegensatz zu einer herkömmlichen Abkantpresse ist bei einer Plattenbiegemaschine kein Bediener erforderlich, der das Werkstück handhabt. Ein Teilemanipulator nimmt das auf den Tisch zugeführte Blech und positioniert es zwischen Blechhalterwerkzeugen, die dann absenken und das Werkstück festklemmen, wobei das Material auf der anderen Seite übersteht.

Wenn das Blech an Ort und Stelle ist, bewegen sich die Biegemesser der Maschine von oben und unten, um das Blech zu falten. Bei den meisten Vorgängen bestimmt die Bewegung des Biegemessers und nicht die Form der Werkzeuge den endgültigen Biegewinkel und -radius.

Je weiter das Metall über das Werkzeug hinausragt – ein Bereich der Maschine, der als Hals bezeichnet wird – desto höher wird der resultierende Flansch sein. Je tiefer die Kehle, desto höher der Flansch. Die maximale Biegehöhe am Plattenbieger beträgt etwa 20 cm.

Obwohl es eng war, platzierte Raytec seine neue Stanz-/Scher-/Plattenbiegelinie ordentlich auf einer Seite seiner Anlage.

Zimmerman sagte, dass die EBe zwar nicht alles verarbeiten kann, beispielsweise sehr schmale Teile, die dem Teilemanipulator nicht genügend Platz bieten, um sie zu greifen, und die nicht breit genug sind, um über die Blechhalterwerkzeuge hinauszuragen ein sehr vielseitiges Werkzeug, das eine große Vielfalt an Aufgaben verarbeiten kann. Es werden Teile in Größen von Türen bis zu 13 Fuß hergestellt. Panels, konstant über eine Schicht hinweg.

Die gesamte PSBB-Linie ist mit einer Person besetzt. Zimmerman fügte hinzu, dass die gesamte Linie neben Produktivitäts- und Konsistenzverbesserungen auch zu einem viel sichereren Betrieb geführt hat, da niemand das Material handhaben muss, bis es aus der Plattenbiegemaschine kommt.

„Es erforderte im Vorfeld ein anderes Maß an Erfahrung auf der Programmierseite, aber die Ergebnisse sind es wert. Sie können die Ergebnisse vom Büro aus viel vorhersehbarer und kontrollierter diktieren als mit herkömmlichen Fertigungsmethoden“, sagt Zimmerman sagte. „Sie müssen sich nicht auf das Fachwissen oder die Fähigkeiten eines Bedieners verlassen.“

Die Plattenbiegemaschine hat Raytec nicht nur Umformkapazitäten, sondern auch Türen zu neuen Geschäftsmöglichkeiten eröffnet.

„Auf unserer Kundenseite suchten wir nach Möglichkeiten, verpasste Chancen zu nutzen. Eine davon war, dass es auf dem Job-Shop-Markt, wenn überhaupt, nur sehr wenige integrierte Plattenbiegelinien gab. Das ermöglichte uns Folgendes Erschließen Sie den Markt für kleine bis mittlere Stückzahlen, um über vollständig integrierte Möglichkeiten zum Biegen von Platten im Lohnfertigungsmarkt zu verfügen, wo dieser Markt normalerweise keinen Zugang zu dieser Technologie hätte“, sagte Zimmerman.

Da die neue automatisierte Linie in Betrieb ist, kann man davon ausgehen, dass sich Raytec einen Moment Zeit nimmt, um die Auswirkungen der neuen Investition zu analysieren, aber das ist nicht der Fall. Der Metallbauer treibt die Erweiterung seiner derzeit 46.000 Quadratmeter großen Fläche voran. Einrichtung.

Zimmerman sagte, dass eine Fläche von 18.000 Quadratfuß. Es wird erwartet, dass die Erweiterung im Spätfrühling oder Frühsommer abgeschlossen sein wird, gefolgt von weiteren 28.000 Quadratfuß später in diesem Sommer. Raytec wird seine Größe bis Herbst dieses Jahres verdoppeln.

„Wir möchten einige unserer Aktivitäten etwas ausweiten, um sie effizienter zu gestalten“, sagte er.

Die beiden Laserschneidmaschinen werden in den ersten Anbau verlegt. Beide Maschinen werden an automatisierte Materiallager- und -entnahmetürme angeschlossen, wodurch sie die Schnittzeit maximieren und den Arbeitsaufwand weiter reduzieren können.

Mit der letztgenannten Gebäudeerweiterung möchte Raytec möglicherweise ein Coil-Cut-to-Length-System in die Stanz-/Schneid-/Plattenbiegelinie integrieren. Zimmerman fügte hinzu, dass die Werkstatt plant, das bestehende Stanz-/Scherensystem zu verlegen und durch ein neueres Modell zu ersetzen. Die eigenständige Stanz-/Scheren-Kombinationsmaschine würde dann für den weiteren unbeaufsichtigten Betrieb mit einem Materialturm gekoppelt. Die Zelle würde als Backup für das Stanzen und Formen kleiner Teile dienen.

Die Automatisierungspläne enden hier nicht. Aufgrund der Fähigkeit von Prima Power, vollautomatische Systeme zu integrieren und aufzubauen, die abwärtskompatibel sind, wird ein automatisiertes Materiallager- und -abrufsystem Night Train FMS als letzter Schritt zur tatsächlichen Verbindung der eigenständigen Stanz-/Schneidzelle und der Stanz-/Schneidezelle angesehen. Scher-/Plattenbiegelinie zusammen.

„Unser Ziel ist es, vom Coil zum Blech in jede der Maschinen zu gelangen, vom Blechlager in die Stanze einer beliebigen Maschine zu gelangen und das gestanzte Teil dann zur Lagerung zurück in den Nachtzug zu legen“, sagte Zimmerman.

Derzeit beschäftigt Raytec etwa 14 Mitarbeiter in der Metallverarbeitung. Diese Zahl wird sich durch die Investition in weitere Automatisierung nicht dramatisch ändern.

Zimmerman kann die Zukunft nicht vorhersagen, aber er weiß, dass Raytec seine Produktivität und Flexibilität weiter steigern muss, ohne in Zukunft zwangsläufig mehr Arbeitskräfte einzusetzen. Das ist schon seit einiger Zeit der Plan und wird das Unternehmen auch in naher Zukunft leiten.