Lager- & Kommissioniertechnik

Automatische Zentren für schwere Stahlprofile

Die Mannstaedt GmbH in Troisdorf, weltweit führender Hersteller von warmgewalzten Spezialprofilen aus Stahl, hat seinen Profilversand komplett automatisiert. Unlängst wurde dazu die dritte von H+H Herrmann + Hieber gelieferte Anlage zum automatischen Aufteilen, Stapeln und Verpacken von schweren Profilabschnitten erfolgreich in Betrieb genommen.

Wendevorrichtung und Staplerportal
Wendevorrichtung und Staplerportal. Fotos: H+H Herrmann + Hieber

Verarbeitung und Versand der gewalzten Profile sind weitgehend automatisiert. Die großen Gewichte (bis etwa 100 Kilogramm je Meter) und auch der notwendige Durchsatz machen eine automatisierte Verarbeitung zwingend erforderlich. Mannstaedt hat in diesem Bereich jetzt insgesamt drei vollautomatisierte Anlagen zum Sägen, Stapeln und Verpacken installiert.

Ziele und logistische Aufgabenstellung

Zum Versand gelangen die Profilabschnitte auf Kanthölzern gestapelt und zu Paketen umreift. Um eine hohe Stabilität der Profilbunde zu erreichen, sind die Lagen innerhalb des Profilpakets geschachtelt. Dabei ist das Stapelbild für die verschiedenen Profilquerschnitte individuell vorgegeben. Das fertige Profilpaket wird auf Kanthölzer aufgesetzt, umreift und für den Abtransport bereitgestellt. Darüber hinaus ist – gleichsam als übergeordnete Zielstellung vorgegeben, dass der Schrottanteil am gewalzten, gut 20 Meter langen Ausgangsprofil minimal ist.

Zu den kennzeichnenden Merkmalen dieser Anlagen gehören, neben der geforderten Genauigkeit beim Sägen und Stapeln sowie der Vielfalt der Stapelbilder, auch die Abmessungen und die großen Gewichte, die gehandhabt werden müssen. Dazu einige Daten:

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  • Max. Ausgangslänge 26 m
  • Max. Abmessungen d. Profile 325 mm (B) und 150 mm (H)
  • Abschnittlänge 500 bis 5.100 mm
  • Anzahl Querschnitte: > 50
  • Max. Bündelgewicht 5.000 kg
  • Taktleistung des Staplers: auf die Kaltkreissäge abgestimmt.

Das gewalzte Profil wird gewogen, in der Länge vermessen und mit Hilfe einer Krananlage auf den Zufuhrrollgang aufgelegt. Für die Lastaufnahme sind Elektromagneten längs der Krantraverse verteilt. Das auf dem Rollgang abgelegte Profil wird mit Hilfe senkrecht angeordneter Rollen justiert und der Säge zugeführt.

Die gesägten Profilabschnitte durchlaufen auf dem Weg zu ihrer Stapelposition eine Wendevorrichtung, in der sie bei Bedarf gedreht werden. Hinsichtlich der Stapelung unterscheiden sich die Anlagen: In der zuletzt installierten Anlage wird ein Industrieroboter eingesetzt, die beiden anderen, bei denen zwei Stapelplätze nebeneinander bedient werden, arbeiten mit einem verfahrbaren Staplerportal. In allen Fällen wird die Last mit Hilfe eines starken Magneten aufgenommen.

Versandfertiges Profilpaket.
Versandfertiges Profilpaket.

In der Umreifungsstation werden die jeweils erforderlichen Kanthölzer einem Magazin entnommen und automatisch positioniert eingelegt. Die Länge der verwendeten Hölzer, deren Anzahl und Abstand voneinander sind variabel. Darüber hinaus ist die exakte Positionierung auf die Transporteinrichtungen abgestimmt, die die fertigen Pakete übernehmen. Die Positionen werden von Fall zu Fall vom Rechner vorgegeben.

Komplexe Steuerung

Die Steuerung der Anlage ist wegen der unterschiedlichen Anforderungen und Zielstellungen außerordentlich komplex aufgebaut. An dieser Stelle soll verkürzt dargelegt werden, mit welchen Strategien den Zielstellungen entsprochen wird. Um das gewalzte Ausgangsprofil möglichst vollständig nutzen zu können, müssen gegebenenfalls verschiedene Aufträge miteinander so kombiniert werden, dass die Länge sämtlicher Abschnitte in der Summe ein Maximum erreicht. Die Kombination verschiedener Aufträge bietet dabei einen deutlich erweiterten Spielraum für die Optimierung.

Diese Optimierung ist an zwei der drei installierten Anlagen möglich. Jedes einzelne Profil wird dazu vor der Säge gemessen und gewogen. Anhand dieser Werte werden die Abschnittlängen vom Prozessrechner variabel geplant. Beim Abstapeln führt das in der Konsequenz dazu, dass zwei Längen parallel zu verschiedenen Paketen gestapelt werden müssen. Dazu sind zwei Rollenbahnen parallel vorgesehen. Wenn es sich dabei um unterschiedliche Lieferspezifikationen handelt, können die beiden parallelen Stapel sogar noch unterschiedlich aufgebaut sein – auch das gibt die Steuerung her.

Unterschiedliche Profilformen machen differenzierte Stapelungen erforderlich. Die Anordnung im Stapel ist für jeden Profilquerschnitt festgelegt und in der Steuerung hinterlegt. Darüber hinaus ist für jeden einzelnen Abschnitt vorzugeben, wie er unter der Stapeleinrichtung zu positionieren ist.

Ein Arbeitsbeispiel lässt allerdings die vielfältigen Optionen erkennen, die die Steuerung berücksichtigen muss. Dieses Profil kann auf zwei Arten gestapelt werden, wobei zu bedenken ist, dass ggf. beide Arten der Stapelung gleichzeitig nebeneinander auszuführen sind. Erste Möglichkeit: Es werden jeweils zehn Profile übereinander gestapelt und zum Bund umreift. Drei dieser Bunde ergeben ein Paket, das mit Kantholz nochmals umreift wird. Und: Es besteht auch die alternative Möglichkeit, das gesamte Paket an der Stapelanlage zu bilden. In diesem Falle werden drei Profile im Abstand voneinander auf dem Rollgang abgelegt. Die nächsten drei Profile werden gewendet und positioniert. Im Ergebnis entsteht auf diesem Wege ein gleichartiges Paket, das nicht in Bunde unterteilt ist.

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