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02/10/2018 - Die neue Servo Hybrid WaveLine befördert SEAT Barcelona in die Avantgarde der Betreiber von High Speed Press Lines

Hohe Ausbringung bei Karosserieteilen dank 15 HpM, kontinuierlichem Betrieb, Hybridauslegung und Digitalsimulator

Das Werk SEAT im Industriegebiet Zona Franca von Barcelona hat seine Fertigung dank der neuen Servo Hybrid WaveLine von Fagor Arrasate einen Riesenschritt vorangebracht. Bei den High Speed Anlagen handelt es sich um die erste dieser Modellreihe in Europa. Mit bis zu 15 Hüben pro Minute, synchronisierter Arbeitsweise für einen kontinuierlichen Betrieb, Hybridauslegung und Digitalsimulator auf einer PLS Plattform von Siemens zählt die Pressenlinie weltweit zu den modernsten ihrer Art. Diese Hochleistungsanlage mit Spitzentechnologie erlaubt es dem Unternehmen der VW Group, großformatige Karosserieteile aus Stahl mit hoher Ausbringungsrate zu fertigen.
Es handelt sich um eine Pressenstraße, bestehend aus mechanischer Kopfpresse mit Servoantrieb und 5 klassisch mechanischen Folgepressen, die ähnliche Ergebnisse erzielt wie eine rein servoangetriebene Anlage, jedoch eine bessere Invest-Performance aufweist.
Die erfolgreiche Inbetriebnahme einer anspruchsvollen Anlage diesen Formats, noch dazu bei einem so renommierten OEM bedeutet für Fagor Arrasate einen weiteren Schritt auf dem Markt der Hochgeschwindigkeitsanlagen. Und tatsächlich weckte das Projekt bei etlichen potentiellen Kunden großes Interesse, Besichtigungstermine waren begehrt.
Beim Erwerb einer so neuartigen Anlage setzte SEAT auf Fagor Arrasate. Basis für dieses Vertrauen ist die langjährige Erfahrung in der Zusammenarbeit, die seit 1977 besteht und bislang rund 15 Anlagen umfasst, sowie das intensive Zusammenwirken beim Service.
Bei SEAT fiel die Entscheidung zugunsten des Angebotes von Fagor Arrasate, weil man die Flexibilität und Anpassungsfähigkeit des Unternehmens schätzt, maßgeschneiderte Projekte umzusetzen. Im Falle der WaveLine für Barcelona floss das Know How von SEAT mit ein, wenn es um spezifische Lösungen für besondere Heraus- und Anforderungen ging.
WaveLines sind die Antwort von Fagor Arrasate auf die wachsende Nachfrage des Marktes nach schnell arbeitenden Pressenstraßen. Im Jahr 2010 machte VW South Africa mit einem ersten Auftrag den Weg frei für die WaveLine. Ihr Name rührt daher, dass die Bewegung der Stößel im kontinuierlichen Betrieb (kein Start-Stopp) wellenartig verläuft.
Realisiert wurde das Projekt in Zusammenarbeit mit dem Schweizer Unternehmen Güdel, Weltmarktführer in Sachen Pressenautomation. Mit über 100 Referenzen in der Automation von Hochgeschwindigkeitspressenstraßen ist Güdel das Unternehmen mit der größten Erfahrung und Entwicklungskompetenz weltweit. Durch diese Allianz konnten die Pressen mit dem schnellsten auf dem Markt erhältlichen Teiletransportsystem ausgestattet werden, dem RoboSpeed. Die WaveLine von SEAT ist die erste in Europa, die mit dieser Automation ausgestattet ist. Angesichts der guten Ergebnisse, die diese Allianz erzielte, will man auch bei künftigen Projekten zusammenarbeiten, darunter eine Anlage für Polen.
Das Hauptmerkmal der WaveLine von SEAT ist ihre Konzeption als Hybridanlage: Sie besteht aus einer servoangetriebenen Kopfpresse mit Hydraulikkissen und fünf klassisch mechanischen Folgepressen mit Pneumatikkissen im Stößel. Sie alle werden über Linkdrive Kinematiken angetrieben. Die Gesamtpresskraft der Anlage beträgt 81.000 kN, wovon die Servopresse 21.000 kN aufbringt und die 5 Folgepressen je 12.000 kN.
Der Servoantrieb der Kopfpresse bietet die Möglichkeit, die Stößelgeschwindigkeit in jedem beliebigen Punkt des Stößelwegs zu ändern. Dadurch lässt sich das Werkzeug rascher aufreißen, der Robospeed kann früher eingreifen und das Teil ein- bzw. austragen, was ebenfalls eine Zeiteinsparung zur Folge hat, bis das Werkzeug wieder schließt. Auf diese Weise wird die Geschwindigkeit an den Umformprozess der jeweiligen Werkstücke angepasst.
Der Antrieb dieser Presse erfolgt über 4 Siemens Motoren 1FW3 (4x380 kW) und ein Energiemanagementsystem, bestehend aus 3 weiteren Siemens Motoren 1PH8 zur Rückgewinnung und Speicherung der Energie, die wieder freigegeben wird, sobald sie im Arbeitszyklus benötigt wird.

Alle 6 Pressen sind auf dieselbe Hublänge ausgelegt (1.300 mm) und arbeiten mit einer Linkdrive Kinematik, um den Eingriff der Robospeed-Automation in den Werkzeugraum für den Teiletransport zu erleichtern und so die Zykluszeiten optimieren zu können. Die Kombination dieser Technologien ermöglicht den kontinuierlichen Betrieb der Anlage bei totaler Synchronisation zwischen Pressen und Transfer. Bis zu 15 Werkstücke aus carbonfaserverstärktem Kunststoff werden so durch die Anlage getaktet.
Des Weiteren ist hervorzuheben, dass die Kopfpresse mit einem 8-Punkt-Hydraulikkissen ausgestattet ist mit einem Nutzhub von 350 mm und einer über den gesamten Ziehweg programmierbaren Kraft von 6.000 kN. Um harte Schläge beim Auftreffen des Stößels auf das Kissen und nachteilige Schwingungen an Werkstücken und Pressen zu vermeiden, lässt sich die Senkgeschwindigkeit des Kissens zudem steuern bzw. das Kissen wird vorbeschleunigt. Es handelt sich um ein ÖKO-effizientes Kissen mit 2 Druckkreisen HD/ND (Hoch- und Niederdruck) für eine optimierte Funktionsweise. Der Energieverbrauch liegt um 45% niedriger als bei einem konventionellen Hydraulikkissen.

Um großformatige Automobilteile fertigen zu können, liegen die Tischabmessungen der Kopfpresse bei 4.500 mm x 2.400 mm und die der Folgepressen bei 4.500 mm x 2.200.
Alle Pressen sind mit 2 Schiebetischen und automatischen Schnellspannern ausgestattet. Das Zusammenspiel mit den Werkzeugträgerwagen von Güdel ermöglicht vollautomatische und extrem rasche Werkzeug- und Robospeed-Toolingwechsel. Bei einem Referenzwechsel lassen sich Zeiten von unter 5 Minuten erzielen, vom letzten bis zu ersten gefertigten Teil.
Das Transfersystem setzt sich aus 3 Bereichen zusammen:

• FOL. Abstapler bzw. Platinenlader.
• Transfer zwischen den Pressen. Robospeed.
• EOL. Auslaufförderer.

Dem FOL System (Abstapler bzw. Platinenlader) stehen alternativ zwei Ladewagen zur Verfügung. Die Platinenstapel werden jeweils auf die Übergabehöhe an den Feeder angepasst. Mit Hilfe des Feeders und einem Magnetbandförderer werden die Platinen vom Stapel direkt in eine Zentrierstation befördert, nachdem sie eine Wasch- und Befettungsanlage passiert haben. Anschließend werden sie bei Arbeitsgeschwindigkeit in die erste Presse eingelegt. Das Arbeiten mit zwei Platinenstapeln ermöglicht Stapelwechsel ohne die Produktion anzuhalten.

Der Transfer zwischen den Pressen besteht wiederum aus 7 Stück Robospeed, die jeweils am Ein- und Auslauf der Pressen angebracht sind und die Platinen synchron zu den Pressen einlegen bzw. austragen. Sie erhalten ihre Positionssignale von den jeweiligen Pressen, was die Reaktionszeit des Systems verbessert. Das ist - zusammen mit den Pressen – der Grund, warum die WaveLine so hohe Produktionszahlen fährt.

Die EOL besteht aus einem Shuttle, auf dem der letzte Robospeed die Fertigteile ablegt. Das Shuttle transportiert diese in den Übergabebereich an den Entladefeeder. Dieser dreht die Teile und legt sie positionsgenau auf Austragbänder, wo sie von den Bedienern abgenommen werden.

Technische Daten FOL:
• Ausgangsmaterial: Stahlplatinen; Anlage für Aluminium vorbereitet.
• Platinenformen: Rechtecke, Trapeze und Formplatinen.
• Einfachplatine: 400 bis 2.100 mm in Durchlaufrichtung, 700 bis 4.100 mm quer zur Durchlaufrichtung.
• Zwei Platinen nebeneinander: 400 bis 2.100 mm in Durchlaufrichtung, 700 bis 1.700 mm quer zur Durchlaufrichtung.
• Dicke: Min. 0,5 mm und max. 2,5 mm.
• Platinengewicht, max.: 60 kg (30 kg je Platine bei der Verarbeitung von zwei Platinen nebeneinander).
• Max. Stapelhöhe einschließlich Palette: 820 mm.
• Max. Gewicht Platinenstapel: 10.000 kg.
• Max. Geschwindigkeit: 15 HpM.
Technische Daten RoboSpeed:
• Freiheitsachsen für Platinen oder Werkstücke:
• Vorschub. Von Presse zu Presse.
• Heben.
• Drehen in Vorschubrichtung.
• Drehen in der Vertikale.
• Separieren von Werkstücken oder Platinen.
• Max. Gewicht von Greifer und Platine/Werkstück: 100 kg.
• Abstand zwischen Pressen 5.200 mm, jedoch max. 150 mm Vorschub extra je Presse.
• Vertikaler Arbeitsbereich voll programmierbar bei Höhen bis zu 900 mm.
• Arbeitsgeschwindigkeit bis 21 HpM.
Ein weiteres innovatives Feature der Anlage stellt der Digitalsimulator auf einer PLS Plattform von Siemens dar. Das System simuliert den Maschinenzyklus. Ist die Kurve zum Fertigen des entsprechenden Werkstücks auf der Kopfpresse festgelegt, werden die Kurven und Geschwindigkeiten der Automation programmiert. Auf diese Weise lassen sich Arbeitszyklen offline optimieren. Die Ergebnisse der Simulation werden anschließend auf die Anlage aufgespielt und von den Pressen ausgeführt.

Ein extrem nützliches Tool für die Konstruktion und Fertigung neuer Werkzeuge. Die Inbetriebnahmezeiten für die Werkzeuge reduzieren sich dadurch erheblich, Zykluszeiten lassen sich optimieren.

 

Ignacio Albiac Colás, Prozessverantwortlicher bei SEAT Barcelona: “Bemerkenswert war die Flexibilität im Projektmanagement, die Anpassungsfähigkeit an die Kundenwünsche und Projekterfordernisse”
Welche Erfordernisse sind das vor allem?
Produktionsleistung, Preis-Leistungsverhältnis, Zuverlässigkeit und Kundendienst.
Welche Vorteile sehen Sie in den Produkten und Serviceleistungen von Fagor Arrasate?
Das Verhältnis von Qualität und Preis, Flexibilität, Kundenorientierung.
Warum haben Sie sich für Fagor Arrasate entschieden?
Bedarfsorientierte Lösung.
Was würden Sie beim Projektmanagement hervorheben?
Bemerkenswert war die Flexibilität im Projektmanagement, die Anpassungsfähigkeit an die Kundenwünsche und Projekterfordernisse
Welche Komponenten werden auf der Anlage von Fagor Arrasate gefertigt?
Karosserie- und Außenhautteile für Automobile.

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