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Warum automatisierte Prozessketten eine Nivellierung und Entgratung benötigen
Digitale Prozessketten bieten große Effizienzvorteile in der Blechbearbeitung. Allerdings steigen dadurch die Anforderungen an die Werkstücke. In diesem Artikel zeigen wir Ihnen, warum bestimmte Prozessschritte unverzichtbar sind.
Wenn das Ziel darin besteht, die Produktion zu steigern, bringt es dann überhaupt etwas, die Maschinen schneller laufen zu lassen? Kaum: In traditionellen Prozessketten nehmen Nebentätigkeiten bis zu 80 Prozent der Zeit in Anspruch. Ziel der Digitalisierung und Industrie 4.0 ist es, diese Nebentätigkeiten zu reduzieren und Prozesse besser zu koordinieren. Um dies zu erreichen, müssen alle Prozesse weitestgehend automatisiert werden.
Automatisierte Prozessketten erfordern enge Toleranzen bei Blechen
Beispielsweise kann ein Schweißroboter mit deutlich höherer Wiederholgenauigkeit schweißen als ein Mensch. Auch der Mensch als Facharbeiter benötigt etwas Geschick und Konzentration, um sicherzustellen, dass die Schweißnähte eine hohe Qualität erreichen. Der Roboter hat diese Probleme nicht – er wird nicht müde und braucht keine Arbeitspausen. Allerdings erfordert der Schweißroboter besonders enge Werkstücktoleranzen. Denn er ist weniger flexibel als ein Mensch und kann nur die Aufgaben bewältigen, für die er programmiert ist. Daher werden Werkstücke schnell als nicht in Ordnung aussortiert. Dies ist möglicherweise für das Funktionieren der digitalen Prozesskette notwendig, bremst jedoch die Effizienz und Produktivität erheblich.
Ausgerichtete Bleche und Blechteile ermöglichen die Einhaltung von Toleranzen
Um enge Toleranzen an Blechteilen einzuhalten, ist es notwendig, diese zu nivellieren. Denn Bleche können Eigenspannungen aufweisen. Diese entstehen entweder durch Temperaturunterschiede oder mechanische Einwirkungen. Prozesse wie Walzen, Scheren, Stanzen oder Brenn-, Plasma- und Laserschneiden können solche Eigenspannungen verursachen. Dies kann dazu führen, dass sich die Blechbauteile im weiteren Bearbeitungsprozess verziehen. Wenn Sie sicher sein wollen, dass die Bleche und Blechteile möglichst wenig Eigenspannungen enthalten, müssen Sie sie richten. Ein weiterer wichtiger Bestandteil digitaler Prozessketten für die Blechbearbeitung sind Biegezellen. Roboter nehmen die Blechteile auf, legen sie in eine Abkantpresse, biegen sie und legen die Teile wieder ab. Aber aufgepasst: Auch in Biegezellen kann es beim Biegen zu Winkligkeitsfehlern kommen. Die Ursache sind wiederum die Eigenspannungen; Das Heilmittel ist die Begradigung.
Auch in automatisierten Prozessketten ist das Entgraten von Blechen unverzichtbar
Auch die Richtmaschinen in einer digitalen Blechprozesskette haben ihre Anforderungen. Beispielsweise sollten die Teile gratfrei sein, da Grate die Richtrollen beschädigen können. Deshalb muss vor dem Richtvorgang immer ein Entgratvorgang vorgesehen werden. Die Grate – kleine, hervorstehende Metallreste – entstehen beim Schneiden. Sie sind beim Brenn- und Plasmaschneiden unvermeidbar, können aber auch beim Stanzen oder Laserschneiden auftreten. Sie können Schäden verursachen, sowohl wenn sie noch am Werkstück haften, als auch wenn sie zu einem unbestimmten Zeitpunkt abbrechen. In digitalen Prozessketten der Blechbearbeitung ist die Gefahr, dass Menschen durch die Grate verletzt werden, eher gering. Schließlich sollen die Bearbeitungsprozesse weitestgehend automatisiert werden. Dennoch sind Schäden an Werkzeugen möglich. Betroffen sein können nicht nur die Richtwalzen, sondern auch andere Umformwerkzeuge. Bei wiederholtem Kontakt mit den harten Graten verschleißen sie deutlich schneller. Darüber hinaus können die Grate beim Stapeln der Werkstücke zu Kratzern auf den Bauteiloberflächen führen. Wenn die Grate an irgendeiner Stelle der Prozesskette unkontrolliert abbrechen, kann es zu Schäden an der Anlage kommen. Solche unkontrollierten Prozesse müssen nach Möglichkeit vermieden werden.
Funktionsfähigkeit der automatisierten Prozesskette im Industriealltag nachgewiesen
Die Unternehmen TRUMPF und ARKU haben bereits mehrfach demonstriert, wie Richten und Entgraten in eine digitale Prozesskette für die Blechbearbeitung integriert werden kann. So sind beispielsweise Richt- und Entgratmaschinen von ARKU in die Smart Factory von TRUMPF in Ditzingen integriert. Automatisierung und Digitalisierung demonstrierten die beiden Hersteller auch auf der Fachmesse EuroBLECH 2022 in der Praxis. Am Nachbarstand produzierte TRUMPF Vogelhäuschen aus Blech, während das Entgraten und Kantenverrunden am ARKU-Stand vom EdgeBreaker® 6000 übernommen wurde. Softwareseitig wurde die Entgratmaschine ARKU am Nachbarstand von TRUMPF in das OSEON-System integriert. Damit präsentieren beide Hersteller gemeinsam eine komplette Blechprozesskette für das Zeitalter von Industrie 4.0.
