Vorteile der Automatisierung von Materialhandhabungssystemen beim Rollformen

Von Jaswinder Bhatti, Samco Machinery

Das Rollformen lief früher mit einer sehr langsamen Geschwindigkeit von nur etwa 50 Fuß pro Minute. Dann war es einfach, am Ende der Linie alles manuell zu erledigen. Heutzutage können Rollformer zwischen 300 und 500 Fuß pro Minute laufen. Die Geschwindigkeit kann die Handhabung von Teilen erschweren, aber auch die Teilekonfiguration, die mit der Erweiterung der Maschinenkapazitäten komplexer geworden ist. 

Typischerweise wurden Teile rollgeformt und dann wurden zusätzliche Funktionen und Prozesse manuell in der Fertigungslinie integriert. Heutige Rollformsysteme können einige Stanz-, Umform-, Biege- und andere Prozesse umfassen, die nichts mit dem Rollformen selbst zu tun haben und für die vollständige Fertigung in einem Teil ausgelegt sind. Und mit diesen Systemen kommt eine ausgeklügelte Materialhandhabungsautomatisierung.

Beim Übergang von einem Prozess zum anderen eliminiert die automatisierte Materialhandhabung menschliche Fehler, insbesondere in Bezug auf die Teileausrichtung. Die Automatisierung hilft bei der Überprüfung, ob das richtige Teil gehandhabt wird, und richtet es für die ordnungsgemäße Verarbeitung aus. Ein Beispiel dafür war in der HVAC-Industrie, wo das Teil nach dem Rollformen an die Montagelinie geschickt wurde, wo die Klimaanlage direkt darauf montiert wurde.

Es trägt auch dazu bei, die Abhängigkeit von einem Bediener zu verringern, was die Verfügbarkeit und Geschwindigkeit des Rollformens erhöht. Ein Materialhandhabungssystem kann viel schneller verarbeiten als jeder Bediener, insbesondere wenn die Teile auf der Linie groß und schwer sind. Und bei großen, schweren Teilen kommt ein Sicherheitsaspekt hinzu. Das manuelle Bewegen und Ausrichten von Teilen im Laufe des Tages führt zu Ermüdungserscheinungen und Verletzungen des Bedieners. 

Durch die Verwendung eines automatisierten Materialhandhabungssystems ergeben sich enorme Zeiteinsparungen, insbesondere beim Verpacken und Verschachteln. Ein Bediener kann manchmal die Zählung von Teilläufen verlieren und Lieferungen können mit ungenauen Bestellungen ausgehen. Die Möglichkeit, Teilläufe zu zählen, um sicherzustellen, dass Bestellungen korrekt ausgeführt werden, spart Zeit, sowohl am Frontend mit Inventar als auch mit der Gewissheit, dass Bestellungen nicht reproduziert und erneut versendet werden müssen. Ein Bediener muss während des gesamten Herstellungsprozesses nicht ständig zählen. 

COVID-19 hat auch zusätzliche Vorteile automatisierter Materialtransportsysteme aufgezeigt. Die Verarbeiter mussten strenge Protokolle befolgen, um die Anzahl der Personen in einem Arbeitsbereich zu begrenzen und einen angemessenen Abstand einzuhalten. Diese Systeme reduzieren die Anzahl der Arbeiter, die für die Bedienung der Rollformanlagen benötigt werden, und halten die Sicherheitsstandards ein. 

Was du wissen musst

Für Verarbeiter mit bestehenden Profiliermaschinen ist es wirklich wichtig zu verstehen, warum und wie eine Automatisierung des Materialtransports benötigt wird. Die meisten Geschäfte haben nur begrenzten Platz in der Werkstatt, und die Integration dieser Systeme kann mehr Platz beanspruchen als derzeit vorgesehen ist, was bedeutet, dass eine Umstrukturierung der Ausrüstung erforderlich sein kann. Dies erfordert eine sorgfältige Planung, insbesondere wenn sekundäre Prozesse beteiligt sind. 

Einige Geschäfte sehen möglicherweise nicht den anfänglichen Wert darin, ein solches System hinzuzufügen, insbesondere mit den Vorabkosten. Aber die Maschine macht keine Pausen und fährt den ganzen Tag mit der gleichen Verarbeitungsrate fort. Durch die Eliminierung des menschlichen Elements und die Aufrechterhaltung der Konsistenz des Prozesses können Hersteller erhebliche Durchsatzsteigerungen erwarten, manchmal bis zu 35 Prozent.  

Obwohl ein allgemeines Interesse an automatisierten Materialhandhabungssystemen besteht, benötigen nicht alle Hersteller solche Systeme. Es ist wichtig zu untersuchen, ob ein Geschäft von neuen Geräten profitieren kann, insbesondere wegen der in vielen Fällen erheblichen Vorabkosten, und welche Optionen für bestehende und zukünftige Fertigungsaktivitäten die besten sind. Ist genug Volumen für automatisiertes Materialhandling vorhanden? Und wenn ja, wo gibt es Engpässe im Prozess und wo kann Automatisierung am besten eingesetzt werden? 

Front-End-Systeme

Es gibt viele Bereiche des Rollformens, in denen die Automatisierung von Vorteil sein kann und auf Kundenanforderungen und Maschinenspezifikationen basieren sollte.

Coil-Handling. Je nach Bedarf stehen viele verschiedene Coil-Handhabungssysteme zur Verfügung. Wie oft müssen Sie Spulen wechseln? Wie schnell muss dies geschehen? Für die automatisierte Coil-Handhabung stehen mehrere Optionen zur Verfügung.  

Ein einseitiger oder beidseitiger Abwickler kann verwendet werden, um Coils je nach Materialverbrauch auszutauschen. Die Einzellösung ist tendenziell langsamer, nimmt aber nicht so viel Platz in der Werkstatt ein. Ein doppelseitiger Abwickler, bei dem eine Seite läuft, die Spule auf der zweiten Seite kann geladen werden, um Ausfallzeiten zu minimieren. 

Eine Kombination aus Coilwagen und Hochkant ermöglicht es, ein Coil auf den Coilwagen zu laden, während der Abwickler noch läuft, was hilfreich sein kann, wenn in anderen Teilen der Werkstatt ein Kran verwendet wird, da der Dorn auf dem Wagen vorgeladen werden kann . Ein Coilwagen kann für zusätzliche Effizienz mit einem Einzel- oder Doppelabwickler gekoppelt werden. Normalerweise werden Coils Eye-to-the-Sky geliefert. Der Bediener muss dann das Coil mit einem Kran in die vertikale Position heben. Dieser Vorgang kann äußerst riskant sein, da die Spule rutschen kann. Aber der Upender bringt die Spule sicher in die aufrechte/vertikale Position. Andererseits kann die Upender-/Coilwagen-Kombination auch teilweise verbrauchte Coils sicher entladen, indem sie sie aus einer vertikalen Position zum Abtransport zurück in die Auge-zum-Himmel-Position bringen.

Akkumulator. Ein von einer Abwickelhaspel kommendes Coil gelangt in einen Akkumulator, wo es dem Rollformer zugeführt wird. Wenn sich das gesamte Coil im Speicher befindet, kann das Coil gewechselt werden, ohne den Rollformprozess zu stoppen. Nach dem Spulenwechsel läuft das Material wieder in den Akkumulator. Diese Automatisierung kann bis zu 10-15 Minuten pro Spulenwechsel einsparen. 

Endscherschweißgerät. Dadurch kann der Bediener die Hinterkante des laufenden Coils und die Vorderkante eines neuen Coils verbinden, um beim Durchführen des Coils durch die gesamte Linie Zeit zu sparen. Es kann Ausfallzeiten einsparen und den Schaden (Reduzierung des Ausschusses) aufgrund der manuellen Beschickung begrenzen.

Pick-and-Place-Systeme. Anstatt einen Zuschnitt nach dem anderen manuell zuzuführen, nimmt er vorgeschnittene Materialien auf und platziert sie auf einem angetriebenen Förderband. Es kann rechts- und linkshändige Teile passend auswählen. Pick-and-Place-Systeme können verwendet werden, um Teile für Nachbearbeitungen wie Biegen oder Stanzen richtig auszurichten. 

Backend-Systeme

Wie gehen die Hersteller mit dem Teil um, nachdem der Rollformprozess abgeschlossen ist? Es stehen verschiedene automatisierte Materialhandhabungsoptionen zur Verfügung, die am Ende der Rollformlinie integriert werden können, um die Effizienz zu verbessern.  

Nester. Dies wird verwendet, wenn das fertige Produkt mit hohen Liniengeschwindigkeiten von der Linie kommt. Es sammelt und verschachtelt eine Gruppe oder ein Bündel fertiger Produkte, normalerweise für die Stollen- und Gleisindustrie, die zur Verpackung und zum Versand gebracht werden. Nester machen mehrere Arbeiter am Ende der Profilierlinie überflüssig.

Stapler. Dieses Materialhandhabungssystem stapelt fertige Teile am Ende der Rollformlinie und ist so programmiert, dass es den Stapel mit einer vorbestimmten Anzahl von Teilen pro Stapel zu einem Bereich zur Abholung durch einen Gabelstapler bewegt.

Bundler. Nachdem die Teile den Rollformer verlassen haben, werden sie zu Minibündeln verschachtelt. Bundler automatisieren die Handhabung von Mini-Bundles und erstellen automatisch vorprogrammierte Master-Bundles, die basierend auf Teilbestellungen und Chargen versandfertig sind. Ein Master-Bundle-Hubtisch hebt sich an, um die erste Produktschicht von der Maschine aufzunehmen, und senkt sich ab, wenn sich die Stapel aufbauen. Sie werden dann für den Versand zu einer Einheit zusammengeschnallt. Sobald dieses Hauptbündel fertig ist, senkt sich der Hubtisch ganz nach unten und führt das fertige Bündel dem letzten Rollenförderer am Ausgangsende zu. Dieses Materialhandhabungssystem eliminiert das manuelle Heben verpackter Bündel und reduziert Verletzungen durch das Heben und Wenden schwerer, gruppierter Teile. 

Verpackung. Sobald die Teile vom Rollformer kommen und gebündelt oder gestapelt sind, ist eine ordnungsgemäße Verpackung erforderlich, um sicherzustellen, dass die Teile sicher und unbeschädigt ankommen. Verpackungssysteme können Schrumpfverpackung, das Hinzufügen einer Kunststoff- oder Papierfolie zwischen jedem Teil, das Hinzufügen von Staumaterial und Umreifungsband oder das Luftpolsterverpacken des Bündels umfassen, damit es auf den LKW geladen werden kann.

Nächste Innovationswelle

Da viele verschiedene automatisierte Materialtransportsysteme vorhanden sind, ist es wichtig, ein Überwachungssystem zu haben. Die heutigen Maschinen sind so schnell, dass die Bediener nicht mit der Verarbeitungsgeschwindigkeit der Teile mithalten können, was es noch schwieriger macht, mit der ordnungsgemäßen Produktion der Teile Schritt zu halten. 

Das Hinzufügen von Qualitätskontrollen oder Überwachung in die Prozesse ist etwas, das wir in unseren Profiliersystemen immer häufiger sehen werden. Die Fähigkeit des automatisierten Materialhandhabungssystems, alle Teile zu erkennen, schlechte Teile zu identifizieren und sie vor dem Bündeln und Versenden auszusortieren, wird eine enorme Kosten- und Zeitersparnis bedeuten. 

Die neuesten und besten automatisierten Materialhandhabungssysteme können das Leben jedes Verarbeiters erleichtern. Weniger Mitarbeiter werden für die manuelle Handhabung von Teilen während des Rollformprozesses benötigt, wodurch Sicherheitsbedenken beseitigt und Arbeitskräfte für andere Prozesse freigesetzt werden. Das Hinzufügen von nur einer oder zwei dieser Optionen kann die Rollformprozesse schneller und zuverlässiger machen. Nicht jedes Geschäft benötigt die erstklassige Ausrüstung, aber es ist wichtig, sich mit bestehenden und zukünftigen Anforderungen zu befassen, damit Sie in die Ausrüstung hineinwachsen können. Die Anpassung der Rollformlinie sollte auf dem Rollformer und seinen Fähigkeiten, den Anforderungen an die Teileproduktion und einem Verständnis der Vorabkosten und der Kapitalrendite basieren. Rf

Jaswinder Bhatti ist Vizepräsident Anwendungstechnik für Samco-Maschinen, Toronto, Ontario; www.samco-machinery.com.