Projekt

Für die Herstellung von großflächigen Bauteilen aus patentierten Sandwichblechen wurde ein neues Presswerk errichtet und die erforderliche Fertigungstechnik installiert. Dadurch konnte der jährliche Gesamtenergieverbrauch an elektrischer Energie des Presswerkes um 1/3 reduziert werden. In den computergesteuerten Befettungsanlagen wurde der Ziehölverbrauch drastisch reduziert.

Ein neues Presswerk wurde errichtet und die erforderliche Fertigungstechnik installiert, um großflächige Bauteile aus patentierten Sandwichblechen zur Geräuschreduzierung im Kraftfahrzeugbau und der Investitionsgüterindustrie herzustellen.

In den vorhandenen Produktionsanlagen war eine Installation der für die Sandwichfertigung erforderlich Fertigungstechnik und eine wirtschaftliche Umsetzung der signalisierten Kundenbedarfsmengen nicht mehr möglich. Der Neubau wurde mit dem modernsten Stand der Fertigungstechnik ausgestattet. Für das Presswerk wurden aus Kostengründen gebrauchte Pressen gekauft, die aber auf dem neuesten umwelttechnischen Stand überarbeitet wurden. Für den Kauf dieser Pressen mussten im Investitionsplan Demontage-, Transport- und Remontagekosten berücksichtigt werden, die auch bei einem Kauf von neuen Pressen angefallen wären.



Zusammenfassung

Im Ergebnis wurde ein in jeder Hinsicht leistungsfähiges Presswerk, ausgestattet mit moderner, flexibel einsetzbarer Presstechnik geschaffen, welches im Zeitraum Oktober 2000 bis Februar 2001 auf allen Anlagen die Produktion aufnahm.

Erteilte Aufträge zur Produktion von geräuschreduzierenden Ölwannen und Überwannen aus Sandwichmaterial und WMU ST.AL beinhalteten für 2002 ca. 150.000 Stück jährlich und nur 2001 ca. 90.000 Stück. Ein Teil dieser Ölwannen wurde zurzeit noch aus dem Sandwichmaterial Bondal gefertigt. Damit wurden weitgehend die Vorteile im Bereich der Geräuschreduzierung und der Umweltentlastung genutzt. Eine Umstellung auf ST.AL mit weiteren Vorteilen im Bereich der Umweltentlastung und Preisreduzierung für den Kunden ist geplant.
Die WMU hat ein maßgeschneidertes Automatisierungssystem für den Pressenbetrieb berücksichtigt. Das bedeutet, dass 17 hochflexible Roboter insgesamt 11 mechanische Pressen in zwei Fertigungslinien beschicken und beladen.

Der Kern der Anlage ist die Produktionsliniensteuerung. Sie überwacht und verwaltet alle Komponenten der Fertigungslinie, wie beispielsweise Roboterprogramme, Presswerkzeuge oder die Not-Aus-Kreise. Sie veranlasst auch, dass die mit automatischen Greiferkupplungen ausgerüsteten Roboter vollautomatisch mit den für den jeweiligen Einsatz richtigen Teilegreifern ausgestattet werden. Alle Vorgänge werden übersichtlich auf einem Bildschirm dargestellt.

Weitere Vorteile ergaben sich durch die exakte Reproduzierbarkeit der Fertigung, wie sie gerade von der Automobilindustrie besonders gefordert wird. Der Maschinenbediener wählt an der Produktionsliniensteuerung aus einer Liste nur noch das zu produzierende Teil aus und stellt dadurch die Betriebsparameter automatisch ein. Bei Betriebsstörungen bekommt der Anlagenfahrer sofort die notwendigen Hilfestellungen, um möglichst kurze Stillstandszeiten zu erreichen. Der Ausschuss wurde minimiert, weil die Produktionsliniensteuerung nach Beseitigung der Störungsursache auf Tastendruck hin die Fertigung wieder in Gang setzt. Dabei wurde der Betriebszustand vor der Störung automatisch gespeichert: Beim WiederanIauf ist genau bekannt, welcher Roboter welche Position hatte und in welchem Werkzeug oder Greifer sich Teile befinden. Ein manuelles und damit sehr zeitaufwendiges Zurücksetzen der Einzelkomponenten, wie zum Beispiel der Roboter, entfällt. Nicht zuletzt liefert die Steuerung auf Wunsch jederzeit wirtschaftlich wichtige Daten zum Produktionsprozess wie Linienleistung oder Zykluszeiten der Anlage.

Da eine große Anzahl verschiedener Teile in sehr unterschiedlicher und wechselnder Anzahl gefertigt werden muss, wird für das Handling des breiten Teilespektrums auch als Platinenlader ein flexibler 6-Achs Knickarmroboter eingesetzt. Der sorgt zusammen mit zwei Platinenaufnahmewagen für eine maximale Anlagenleistung. Beim Wechsel der Platinenstapel muss die Produktion nicht unterbrochen werden. Für eine hohe Prozesssicherheit in diesem Anlagenteil sorgt die zweifache Doppelblechkontrolle.

Die anschließend für die Umformung notwendige Befettung der Platinen erfolgt PC-gesteuert sehr exakt, wodurch Schmiermittel eingespart und die Platinen in den verschiedenen Bereichen ganz gezielt befettet werden können.

Einmal festgelegt, übernimmt die Produktionsliniensteuerung automatisch die Auswahl des vom Presswerkzeugsatz abhängigen Sprühbildes.
Kostspielige Fehlbedienungen wurden auf diese Weise praktisch ausgeschlossen.

Auf die Wirtschaftlichkeit der Gesamtanlage nahmen die Roboter selbst wesentlichen Einfluss. Die realisierte Lösung setzt auf insgesamt 17 Exemplare in unterschiedlichen Ausführungen. Interessant war in diesem Zusammenhang der Einsatz von zwei Robotern in einer Zelle zwischen zwei Pressen.
Das machte die Gesamtanlage flexibler:

Wenn ein Blechteil zwischen den bei den Pressen gewendet werden muss, kann der zweite Roboter sehr einfach in die Anlage geschoben werden, um gemeinsam mit dem hängend in dieser Zelle montierten Roboter die Wendeoperation um 180 Grad durchzuführen. Zwischenablagen oder Orientierungsstationen werden überflüssig.

Die Verantwortung für die Sicherheit im Umgang mit den Robotern übernimmt eine neu entwickelte Sicherheitssteuerung. Das Konzept, Pressen in Pressenlinien mit Robotern zu verketten, ist die Antwort auf die Forderung nach hoher Flexibilität im Vergleich zur Fördertechnik. Es überzeugten sehr geringe Werkzeuganpassungskosten bei Fertigungsverlagerungen vorhandener Werkzeugsätze. Beim Roboterhandling ist eine flexible Anpassung an Werkzeuge, Teilegeometrie und Pressen schnell- und kostengünstig möglich. Durch die Inbetriebnahme des neuen Presswerkes wird folgende umweltfreundliche Produktion ermöglicht:

Schrottentsorgung

Zentrale Schrottentsorgung, d. h. der Schrott wurde über Förderbänder direkt in Container entsorgt und nicht wie üblich mit Staplern aufwendig in den Produktionshallen transportiert. Bei der Wahl des Entsorgers wurde ein Recyclingunternehmen berücksichtigt, das direkt in der Nachbarschaft angesiedelt ist und automatisch über Funk- und Monitorsystem geordert bzw. selbständig tätig wird. Der Stahlschrott konnte eingeschmolzen und wiederverwertet werden.

Abfallvermeidung

Durch das Logistiksystem mit standardisierten Transportbehältern wird als Verpackungsmaterial, wenn überhaupt erforderlich, Wellpappe aus Recyclingpapier (Produktname: Schrenz) gegenüber Spezialverpackungsmitteln aus Kunststoff und ähnlichen umweltbelastenden Einmalverpackungen verwendet.

Lärmschutz

Die Produktionshalle war aus Sandwichplatten gefertigt, die durch Ihren Schichtaufbau lärmdämmend sind. Jedes Druckluftbauteil hat einen Schalldämpfer im Abluftsystem.

Energieeinsparung

Die Produktion erfolgte ausschließlich auf mechanischen Pressen (Doppel- und Vierpunktkurbelpressen, Kopfpressen der Linien mit (Blechhaltertechnik). Dadurch werden jährlich ca. 2 Millionen Kilowattstunden bei einen
3-schichtigen Betrieb im Vergleich zur Produktion auf hydraulischen Pressen eingespart. Der Gesamtenergieverbrauch an elektrischer Energie des Presswerkes je Jahr lag bei 6 Millionen Kilowattstunden im Drei-Schicht-Betrieb.
Die Pressen sind mit Druckluftpolster für den Gewichtsausgleich ausgestattet. Diese Druckluft wurde in einer Kompressoranlage mit 4 leistungsabgestuften
Verdichtern erzeugt. Dadurch wurde eine gleichmäßige Drucklufterzeugung erreicht und es entstand ein Minimum an Leerlauf bei den Verdichtern.

In der Verdichteranlage entsteht Wärme, die mittels Wärmetauscher wieder entzogen und in das Hallenheizungssystem eingeleitet wurde. An der Hallendecke wurde ein Luftumwälzungssystem installiert, das eine Schichtbildung im Hallenklima verhindert und die Warmluftkonzentration im oberen Hallenbereich wieder nutzbar macht. Bei der Aufwärtsbewegung der Pressen wird elektrische Energie in das Versorgungsnetz zurück gespeist. Die Rückspeisung lag jährlich bei 500.000 Kilowattstunden bei einem Gesamtverbrauch der Pressen von 4.200.000 Kilowattstunden.

Betriebsstoffsenkende Produktion

Durch die Berücksichtigung modernster Beölungsanlagen (Sprühbeölung an den Pressenlinien, Walzenbeölung mit Abquetschtechnik an den Coil- und Transferanlagen) fallen im Vergleich zu herkömmlichen Befettungsanlagen jährlich ca. 57.000 kg Ziehölmengen weniger an, bei Berücksichtigung von einen Materialdurchsatz von 50.000 Tonnen. Es bestand bei den partiellen Befettungsanlagen die Möglichkeit, Flächen an den zu befettenden Blechen auszusparen, um somit die Aufbringung weiter zu minimieren. Das bedeutete eine erhebliche Reduzierung des Ziehölverbrauchs, teilweise auf Bruchteile dessen, was in der bisherigen Presstechnik verarbeitet wurde.

Bei der Weiterverarbeitung der Pressteile fiel dementsprechend bei den vorgeschalteten Waschprozessen nur eine stark reduzierte Ziehölmenge zur Entsorgung an.

Vorbeugende Umweltmaßnahmen

Der Hallen- bzw. Kellerboden war öldicht gebaut wurden. Es konnte somit keine Umweltbelastung durch eventuell aufgetretene Ölschäden entstehen.

Quelle: Abschlussbericht
 

Bezugsquelle: Der Abschlussbericht zum Vorhaben kann unter der Nummer  20025 beim Umweltbundesamt, Bibliothek, Postfach 14 06, 06813 Dessau, ausgeliehen werden.