Foto: Vollert Anlagenbau
Flexible Produktionsbeschleuniger

In vielen Produktionsprozessen bilden Kransysteme das Rückgrat.

In ihrer Vielseitigkeit sind sie kaum zu übertreffen: Sie saugen, greifen, heben, drehen, wiegen, scannen oder transportieren tonnenschwere Lasten. Unterschiedliche Steuerungssysteme optimieren dabei das Zusammenspiel von Mensch und Maschine.

 

Die Amag Austria Metall AG, Österreichs führender Hersteller von Aluminiumprodukten, stand vor einer besonderen Aufgabe. Das Unternehmen produziert in einem neu errichteten Warmwalzwerk Aluminiumplatten und Bänder in sehr großer Produktvielfalt. Das heißt, viele Plattengrößen und -varianten müssen beim Handling berücksichtigt werden. Die Aluminiumplatten können nahezu beliebige Längen zwischen vier und 12,5 Meter haben, bei einem Gewicht von bis zu 8,5 Tonnen. Zur Konfektionierung müssen sie in unterschiedlichen Verpackungslosen auf Paletten zusammengefasst werden. Eine Aufgabe, wie gemacht für einen Kran: Ein 3-Achs-Manipulator mit Brücken-, Hub- und Katzfahrwerk des Intralogistikspezialisten Vollert fasst bei der Umstapelung Aluminiumplatten von drei bis vier Lagerpaletten zusammen und stapelt sie auf zwei Schwerlastpaletten, schnell, schonend, automatisch.

 

Der Haken an der Sache


Das Beispiel zeigt: Ein Kransystem ist in den seltensten Fällen ein Seil mit einem Haken. Prozesskrane übernehmen den Transport unterschiedlichster Werkstücke, in der Metall-, Aluminium- oder Automotive-Industrie ebenso wie im Maschinenbau oder in der Betonfertigteilproduktion. Maßgeblich dafür sind entsprechend individuell und intelligent aufgebaute Greifsysteme. Bei variablen Größen der Werkstücke passen sich diese automatisch an. Im oben genannten Beispiel bei AMAG nimmt eine Vakuum-Saug-Traverse die bis zu 8,5 Tonnen schweren Aluminiumplatten auf. „Unsere Anlagensteuerung erkennt, welche Länge die aktuelle Platte hat und schaltet entsprechend die benötigten Vakuumsauger automatisch zu oder ab“, erklärt Oliver Wolschinski, Vice President bei Vollert Anlagenbau in Weinsberg. „Der Befehl dazu kommt vom Leitsystem, das mit dem Amag-System zur Lagerverwaltung verbunden ist.“ Vier Seile heben die Traverse an und fixieren die Last vor der Anfahrt. Auf diese Weise sind hohe Beschleunigungen und hohe Taktzeiten möglich.

 

Intelligente Greifsysteme für Brammen, Coils und Co.


Ganz andere Lösungen ergeben sich beim Transport von 35 Tonnen schweren Aluminium-Brammen oder Coils. Für die Lastaufnahme werden individuell unterschiedliche Systeme konzipiert, die über hydraulische Greifer das Werkstück sowohl seitlich in die Zange nehmen können als auch beschädigungsfrei von unten fassen. „Bei der Aufnahme von Coils mit unterschiedlichen Durchmessern verfügen die Greifsysteme hingegen über eine automatische Coil-Augenerkennung, die den Greifer sicher zur Spule führt“, berichtet Oliver Wolschinski. „Auch große Hitze bis 580 Grad Celsius ist für den Transport kein Hinderungsgrund.“ In den neuen Mega-Walzwerken der Zhongwang Group, einem der weltweit größten Hersteller von hochwertigen Aluminiumprodukten, bedienen im chinesischen Tianjin insgesamt 16 Automatikkrane und Manipulatoren mit Vollert-Technologie mehrere Flachlager und vernetzen die Weiterverarbeitungsbereiche mit Kranbahnlängen bis zu 500 Meter. Die Krane sind als Zweiträgerbrückenkrane ausgeführt, mit Spannweiten bis zu 31,5 Meter, und stapeln und entstapeln schwergewichtige Brammen vollautomatisch, bis zu fünf übereinander. Eine besondere Herausforderung, da die Rohware nach der Schmelze fertigungsbedingt unterschiedliche Brammendicken aufweist. Die intelligenten Hubwerke der Manipulatoren passen jedoch den Lauf der vier Kranseile entsprechend an, um ein materialschonendes Absetzen und eine sichere Lagerung der Brammen zu gewährleisten. Dabei helfen Spezial-Brammengreifer: Vier Greifbacken fassen die Brammen seitlich und schließen sich durch hydraulischen Druck. Eine Drucküberwachung erlaubt das Anheben der Bramme erst, wenn der vorgegebene Haltedruck erreicht ist. Während der Fahrt verhindert die Steuerung ein versehentliches Öffnen der Greifer. Im Notfall garantiert ein Druckspeicher das sichere Halten der Last auch ohne Stromversorgung für mindestens zwei Stunden. Über Anschlüsse zur Notstromversorgung am Kran kann die Bramme dann sicher abgesenkt werden. Interne Tests haben gezeigt, dass das System bei einem Stromausfall sogar bis zu 24 Stunden ohne Druckverlust zuverlässig arbeitet.

 

Fahren mit vierfacher Schrittgeschwindigkeit


Bei Zhongwang spielen aufgrund der weitläufigen Flachlager noch zwei weitere Vorteile von Prozesskranen eine Rolle: Hohe Fahrgeschwindigkeiten bei gleichzeitig hoher Positionier- und Wiederholgenauigkeit. Die Automatikkrane von Zhongwang bewegen sich mit vier Meter pro Sekunde, das entspricht rund 14 Kilometer pro Stunde, also der vierfachen Schrittgeschwindigkeit. Normale Hallenkrane fahren üblicherweise mit einem Meter pro Sekunde. Auch die Positioniergenauigkeit liegt trotz der weitläufigen Flachlager bei lediglich plus/minus drei Millimeter. Dafür sorgt ein lasergesteuertes 2-Wege-Messsystem auf beiden Seiten der Krane. Es regelt in Echtzeit den linken und rechten Fahrweg und gleicht bei Bedarf aus. „So wird trotz der großen Spannweiten sichergestellt, dass die Krane immer absolut rechtwinklig zur Fahrschiene stehen. Auch die Laufschienen und Fahrwerke werden dadurch dauerhaft geschont“, erläutert Oliver Wolschinski.


Doch nicht nur die reine Fahrgeschwindigkeit beschleunigt die Produktionsprozesse; innerhalb der Produktionsabläufe übernehmen Kransysteme häufig auch zeitsparend zusätzliche Funktionen in einem Arbeitsschritt, beispielsweise das Wiegen und Drehen der Werkstücke. Barcodeleser an den Greifern erfassen bei Bedarf die Gestellnummern und übermitteln die Daten an das zentrale Lagerverwaltungssystem. Zur Datenübertragung nutzt Vollert verschleißfreie Leckwellenleiter. Dies hat den Vorteil einer sicheren Datenübertragung ohne WLAN. Die Reichweite der Steuersignale erfolgt vom beliebig langen Leckwellenleiter direkt auf die mitfahrende Antenne des Krans, mit einer störsicheren Übertragungsreichweite von 120 Millimeter. Bei Vollert verfügen alle Automatikkrane zudem über eine manuelle Funkfernsteuerungsfunktion. Bei Serviceeinsätzen oder unvorhergesehenen Abläufen ist es vor allem aus Gründen der besseren Übersicht wichtig, dass die Steuerung nicht nur ortsgebunden aus einer Schaltzentrale erfolgen kann.

 

Sicherheit für Mensch und Maschine


Vollautomatische Systeme bieten den besten Schutz vor Beschädigungen der Werkstücke im Produktionsprozess, doch nicht immer ist ein vollautomatischer Betrieb möglich oder die wirtschaftlichste Lösung. Im Zusammenspiel „Mensch und Maschine“ kommen deshalb neben der manuellen Steuerung häufig halbautomatische Kransysteme zum Einsatz. Bei Hydro Aluminium in Grevenbroich unterstützt beispielsweise eine halbautomatische Steuerung die Mitarbeiter bei der Be- und Entladung von Lkw mit tonnenschweren Coils. Dabei erlaubt eine automatische Konturenkontrolle auch die automatische und damit beschädigungsfreie Handhabung unterschiedlicher Spulenlängen. Wie bei den meisten Mensch-Maschine-Schnittstellen arbeitet der Kran vollautomatisch bis zu einem definierten Übergabepunkt. Von da an müssen Werker aus Sicherheitsgründen zwar die weiteren Abläufe überwachen und quittieren, das Be- und Entladen selbst wird aber von der Automatik des Kransystems unterstützt. Dazu müssen die Fahrer lediglich dauerhaft per Knopfdruck die automatischen Abläufe bestätigen. Beispielsweise muss sichergestellt sein, dass sich kein Mensch im Arbeitsbereich des Krans befindet. Darüber hinaus schützen Scanner, Lichtschranken, Trittmatten oder Ähnliches die Arbeitsbereiche, sodass bei Personenverkehr die Anlagen zum Stillstand kommen.

 

Die Eroberung des Luftraums in der Produktion


Egal ob mit manueller, halbautomatischer oder vollkommen autarker Steuerung, mit dem Luftraum erobern moderne Kransysteme die dritte Dimension einer Produktionsanlage und stellen in jedem Fall eine schnelle und verlässliche Produktionsverbindung dar. In ihrer Vielseitigkeit sind sie unübertroffen, sodass sie sich für nahezu alle Fertigungsprozesse und Branchen eignen. Darüber hinaus integrieren sie sich platzsparend in alle Gebäude- und Platzverhältnisse und sorgen gleichzeitig für mehr Freiraum am Boden. Das alles macht sie zu echten Produktionsbeschleunigern.

www.vollert.de

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Beitrag aus dhf 4.2016

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