Flexibilität bei Profilieranlagen: das COMBI-System für den schnellen Werkzeugwechsel

Ein Instrument der Lean Production ist die SMED-Methode zur Rüstzeitoptimierung bei der Produktionsumstellung, wobei die Abkürzung für “Single Minute Exchange Die” steht.

Ziel ist es, für die Anlage eine Rüstzeit (neues Coil oder neues Werkzeug) zu erreichen, die unter zehn Minuten liegt.

Es ist offensichtlich, dass dieses Instrument auf die Lösung des Problems der Flexibilität abzielt, aber immer unter Berücksichtigung der Effizienz und der Produktivität.

Bei den Profilieranlagen trat das Problem der Produktivität in Verbindung mit der Flexibilität zum Beispiel bei den Fertigungsanlagen für Zargen von Sicherheitstüren auf.

Hier entschieden sich die Unternehmen häufig für die Profilierung, da sie bei der Fertigung von der Blechtafel einen zu hohen Materialausschuss hatten, der mitunter mehr als 20 Prozent erreichen konnte.

Durch den Wechsel zur Profilierung waren bei ungeeigneten Profilieranlagen (ohne parametrische Stanzmaschine vom Coil oder ohne Combi Schnellwechselsystem) die Zeiten für den Produktionswechsel bei Umstellung von einem Profil auf ein anderes derart hoch, dass die Produktion nur dann rentabel war, wenn die gleiche Charge mindestens eine Woche lang gefahren werden konnte.

Bei der Produktion von Zargen für Sicherheitstüren konnte das parametrische Stanzen in Verbindung mit einem Combi- Schnellwechselsystem für Rollen und Stanzwerkzeuge das Problem der Flexibilität sehr gut lösen, wie wir in den vorherigen Kapiteln ja bereits gesehen haben. Bei Zargen mit unterschiedlichen Abmessungen und Bearbeitungen lassen sich mit diesem System problemlos sogar Einzelstücke produzieren.

Entnommen aus dem Buch „Die Revolution der Effizienz“

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Giovanni Maffei hat diese Produktion als “Zero Standard” bezeichnet. Das bedeutet, dass die Anlage dafür vorbereitet ist, Profile mit unterschiedlichen Abmessungen ohne Rüstzeiten und ohne Programmierung der Maschinen durch einen Mitarbeiter zu fertigen.

Im Sektor der Fenster und Türen, Sicherheitstüren und Feuerschutztüren war ein Werkzeugwechsel erforderlich, wenn mit der Maschine unterschiedliche Profile gefertigt werden mussten. Mit dem Combi-System für Rollen und Werkzeuge liegt die Rüstzeit für jede Baugruppe unter zehn Minuten und insgesamt bei etwa einer Stunde.

Hersteller der Branche für Profile abgehängter Decken sahen sich mit dem gleichen Problem konfrontiert. Hier waren die ersten Maschinen auf die Fertigung zahlreicher Profile ausgelegt und das Wechseln der Rollen für die Umstellung von einem Profil auf ein anderes konnte Stunden oder sogar einen ganzen Tag in Anspruch nehmen.

Für die Hersteller war es deshalb wichtig, Lösungen zu finden, mit denen sich die Produktivität erhöhen und die Rüstzeit auf wenig als eine Stunde verkürzen ließ, möglichst auf weniger als zehn Minuten.

Wie wir noch sehen werden, hatte das Combi-System für Rollen und Werkzeuge eine doppelte Funktion. Auf der einen Seite erhöhte es die Produktivität durch eine Reduzierung des Zeitaufwands für den Produktionswechsel, auf der anderen Seite verlieh es der Anlage die gewünschte Flexibilität.

Flexibilität: Das Combi-System für die Profilierung

Bei der Profilierung mit Rollen ist es üblich, den Rollensatz auf übereinander angeordneten Wellen zu montieren.

Für den Profilwechsel müssen die Rollen ausgebaut werden und die Rüstzeit für den Produktionswechsel kann bei Stunden liegen oder sogar den ganzen Tag in Anspruch nehmen.

Das liegt auch daran, dass neben den motorisierten Rollen oft auch Seitenrollen erforderlich sind, die auf zusätzlichen Lagern montiert sind.

Bei dieser Technik ist der Zeitaufwand für die korrekte Einstellung sehr hoch. Die Technik hat sich deshalb in Richtung der Wechselkassettensysteme entwickelt, bei denen der Rollensatz auf entsprechenden Strukturen montiert sind.

Im Allgemeinen enthalten diese Kassetten Gruppen mit vier oder sechs Rollen, was aus den folgenden Gründen ein Problem darstellt:

• Für den Produktionswechsel müssen mehrere Kassetten montiert werden.
• Jede Kassette muss an den Antrieb angeschlossen werden, der oft aus mehreren Kreuzgelenken besteht.

Das bedeutet nach wie vor sehr lange Werkzeugwechselzeiten. Das Combi-System stellt eine einfache Lösung für diese beiden Probleme dar.

Das in den Maschinen von Dallan verbaute Combi-System ist einzigartig in seiner Art.

Die Combi-Wechselgruppen sind auf einer Aluminiumplattform montiert und umfassen:

• Zahnradgetriebe (mit Stirnrädern, Kegelrädern oder Schubkurbel)
• Schmieranlage für den Antrieb
• Wellen, die bereits in der Höhe reguliert sind
• Rollen, die bereits auf die korrekte Dicke reguliert sind
• Zubehör, das auf der Aluminiumplattform montiert und bereits reguliert ist
• Blecheinlauf
• Richtsystem mit Walzen

Außen an der Combi-Wechselgruppe befindet sich nur ein Zahnrad. Am Unterbau befindet sich ebenfalls ein Zahnrad, das mit dem Motor und dem Untersetzungsgetriebe verbunden ist.

Wenn die Combi-Wechselgruppe auf dem Unterbau montiert wird, wird sie auf spezielle Führungsstifte aufgesetzt, die eine schnelle und präzise Positionierung erlauben, und die beiden Zahnräder greifen ineinander.

In dem Video, das mit dem Link aufgerufen werden kann, ist auch der Wechsel einer Combi-Wechselgruppe zu sehen:

Die Maschinen, die mit diesem speziellen Combi-System ausgerüstet sind, erfüllen damit das SMED-Prinzip der Lean Production (Single Minute Exchange Die), das eine Organisation der Maschinen und Produktion für das Erreichen von Rüstzeiten unter zehn Minuten vorsieht.

Das Combi-System bietet außerdem vier große Vorteile:

• Bei einer Anlage, die mit mehreren Rollenserien ausgerüstet ist, sind zwei Combi-Wechselgruppen ausreichend. Das erste befindet sich in der laufenden Maschine, während ein Techniker an der zweiten Combi-Wechselgruppe außerhalb der Maschine den Rollenwechsel durchführt, in der so genannten verdeckten Zeit.
• Bei einer Anlage, die eine sehr hohe Leistung erforderlich macht, wird kein einzelner großer Sondermotor verbaut, sondern die Anlage in zwei oder drei Bereiche mit unabhängig motorisierten Combi-Gruppen unterteilt, die von kleineren Standardmotoren angetrieben werden. Diese Lösung hat den weiteren Vorteil, dass die Vorschubgeschwindigkeit in den verschiedenen Maschinenbereichen unabhängig reguliert werden kann, sodass das Profil bis zum Ende korrekt unter Zug bleibt und das Richten optimiert wird.
• Die Combi-Wechselgruppen sind außerdem extrem zuverlässige Ausrüstungen.

Die Lebensdauer der Combi-Wechselgruppen geht deshalb praktisch gegen unendlich. Wenn Anlagen älter als zwanzig Jahre sind, haben sich die Sicherheitsvorschriften oft geändert und die elektronischen Bauteile sind veraltet oder nicht länger als Ersatzteile verfügbar.

In diesem Fall ist es möglich, nur den Unterbau der Profiliermaschine und der Anlage auszuwechseln und alle Combi- Wechselgruppen und die vorhandenen Rollenserien weiter zu verwenden, da die neuen Unterbauten kompatibel sind oder entsprechend angepasst werden können.

Auf diese Weise erhält das Unternehmen mit einer überschaubaren Investition und Wiederverwendung der vorhandene Combi-Wechselgruppen und Werkzeuge eine neue normgerechte Anlage!

Und es gibt noch einen weiteren sehr wichtigen Aspekt.

Normalerweise wird in der Anfangszeit mit nur einem Unterbau gearbeitet, der mit mehreren Combi-Wechselgruppen für verschiedene Profile ausgerüstet ist.

Wenn die Nachfrage steigt, kann die Produktion durch eine Investition in einen Unterbau verdoppelt werden und die vorhandenen Combi-Wechselgruppen, in die bereits investiert wurde, können weiterverwendet werden.

Das hat folgende Vorteile

• Die Produktwechsel halbieren sich.
• Die Zuverlässigkeit der Produktion verdoppelt sich.
• Die Folge ist, dass sich die Produktion mehr als verdoppeln kann!

Eros Damilano ist der Inhaber der Firma Damilano aus Cuneo, die auf die Lohnfertigung von Profilen spezialisiert ist. Eros hat 1984 die erste Profiliermaschine für Trockenbauprofile bei meinem Vater gekauft und direkt mit der Produktion zu Hause in der Garage begonnen. Der Platz war sehr begrenzt, weshalb sich die Profilausgabe außerhalb der Garage befand und Eros die Profile direkt zur Auslieferung in den Lieferwagen lud!

Heute besitzt Damilano noch weitere Firmen und insgesamt sind bei ihm 20 Anlagen von Dallan im Einsatz.

Damilano produziert betriebsintern die Rollen für seine Anlagen und kann sich so an die Marktanforderungen anpassen. Und das sagt der Firmeninhaber Eros Damilano über die Arbeit von Dallan und über die Profiliermaschinen und Combi-Systeme von Dallan:

“Zum aktuellen Stand arbeitet die Damilano Group mit 20 Profilieranlagen, mit denen ca. 500 verschiedene Profiltypen gefertigt werden, davon 70% nach Zeichnung des Kunden. Mit unseren 80 Mitarbeitern verarbeiten wir ca. 1.000 Tonnen pro Monat.

Die Profilierung wurde von uns für die Produktion von abgehängten Decken eingeführt, die sich zur damaligen Zeit in der Hand von 3 bis 4 Unternehmen in ganz Europa befand. In Italien gab es nur Hunter Douglas mit einer Niederlassung in Mailand und Metal Sadi in Vicenza. Der Markt war also noch lange nicht ausgeschöpft. Die Ironie des Schicksals wollte es, dass zwei Firmen die erste Profiliermaschine kauften, die Ing. Dallan auf der Saie in Bologna präsentierte, nämlich wir und die Firma Tecnesa mit Sitz in Marena, nur 20 Kilometer von unserem Firmensitz entfernt. Zum Glück konnten wir dennoch einen Konkurrenzkampf vermeiden!

Wir kauften die erste Profiliermaschine im Jahr 1984 und die Maschine wurde von uns nach einer sehr langen Abnahmeprüfung um 4 Uhr morgens an einem extrem verregneten Tag im Werk von Dallen verladen. Die Produktionsstätte von Dallan war eine kleine Halle mitten auf dem Land und um mit dem Lastwagen aus dem Schlamm zu kommen, mussten wir einen Bauern um Unterstützung bitten, einen Freund von Ingenieur Dallan, der uns dann mit seinem Traktor zu Hilfe kam.

Damals waren unsere Geldmittel und der verfügbare Platz sehr beschränkt, weshalb die Profiliermaschine in einer Garage aufgestellt wurde. Wenn wir Profile fertigten, öffneten wir das Garagentor und die Profile wurden auf die Straße ausgegeben. Wenn wir sehr lange Profile fertigten, parkten wir die Autos in zweiter Reihe, um das Problem zu verstecken!

Später führte ich die Produktion von Trockenbauprofilen ein, da die Profilierung meiner Ansicht nach zwar eine Marktnische war, aber gute Entwicklungsmöglichkeiten bot. Damals kamen die Profile nur mit einer Geschwindigkeit von 10 bis 12 Metern pro Minute aus der Maschine. Heute geht das natürlich viel schneller, aber wir gaben diesen Sektor auf und verlagerten unsere Produktion auf Profile aus dickeren Blechen, die komplexer waren und oft nach Zeichnung gelocht wurden.

1988 kauften wird die erste Stanzmaschine für das Stanzen vom Coil von Dallan. Sie bestand aus einem Hydraulikaggregat mit 5 Stationen und erlaubte die Durchführung von 5 verschiedenen Bearbeitungen, allerdings in fest vorgegebenen Positionen. Nicht viel später entwickelte die Firma Dallan die Stanzmaschine PXN, eine flexible Stanzmaschine vom Coil mit 20 beweglichen Werkzeugen, die völlig neue Möglichkeiten für das Stanzen erschloss und sich durch eine unglaubliche Flexibilität auszeichnete.

Die Entscheidung, ausgehend vom Coil zu fertigen, hat uns die Möglichkeit gegeben, in vielen Fällen das Biegepressen zu ersetzen, und dadurch, dass es keine Längenbegrenzungen mehr gab, konnten wir nicht nur den Verschnitt praktisch eliminieren, sondern auch die Kosten für die verschiedenen Lochungen reduzieren, die in der Anlage praktisch in verdeckter Zeit ausgeführt wurden.

Eine weitere sehr interessante Entwicklung von Dallan war der Bau von Profiliermaschinen mit Combi-Wechselgruppen. Diese Technik hat uns zum Beispiel im Bereich der Fertigung von Sicherheitstüren aus Blech die Möglichkeit gegeben, immer verschiedene Ausrüstungen auf verschiedenen Combi-Wechselgruppen bereitzuhalten und den Produktionswechsel innerhalb kürzester Zeit durchzuführen!

Für die Produktion unserer 500 Profiltypen nach Zeichnung erlauben uns die Combi-Wechselgruppen, die Rollen außerhalb der Maschine in verdeckter Zeit an den Profilierköpfen zu montieren. Dadurch reduzieren wir die Rüstzeit für den Produktionswechsel auf das Auswechseln der Wechselgruppen und die Montage der Schneidewerkzeuge, mit einer Zeitersparnis von ca. 60 bis 70 %!”

Eros Damilano

Entnommen aus dem Buch „Die Revolution der Effizienz“

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Andrea Dallan
CEO – Dallan Spa