Bild: IMA Klessmann
Smart Factory für die intelligente, hochflexible Arbeitsplattenfertigung

Das Internet der Dinge, cyber-physische Systeme, selbstlernende Produktionsanlagen und die Smart Factory stehen für Industrie 4.0, die vierte industrielle Revolution. IT-Technologien halten umfassend Einzug in die Produktion.

IMA konzipierte in diesem Kontext eine vollautomatisierte, vollverkettete Losgröße-1-Anlage mit Materialflussverfolgung und Teileidentifizierung in Echtzeit.

In der holzbe- und -verarbeitenden Industrie gehören durchgängige Fertigungswelten, der Einsatz intelligenter Kommunikationstechnologien und die Vernetzung der einzelnen Prozesse schon heute vielerorts zum Produktionsalltag. So ist IMA Klessmann seit mehreren Jahren in der Lage, vollautomatische Anlagen zu realisieren, bei denen der Kunde nach Anlieferung der Halbformate nur wenige Knöpfe drücken muss, um am Ende den fertigen Schrank oder Schreibtisch lieferbereit an der Rampe stehen zu haben – per Barcode oder RFID-Tag mit allen Informationen für die weitere Logistik versehen. Möglich wird dies über eine Fließfertigung auf vollständig verketteten, vollautomatisierten Losgröße-1-Anlagen, wie sie das IMA-Netzwerk anbietet. IMA liefert dafür die Handlings- und Sortiertechnik, Bekantungsanlagen, Frästechnologie und Anlagensteuerung, Priess & Horstmann die Bohrmontagelinien, Schelling die Aufteilsägen und 3Tec die Fertigungsleittechnik und Software für die Kommunikation zwischen Anwender und Maschine. Definierte Schnittstellen sorgen für die erforderliche Interoperabilität.

 

Teileidentifizierung und Materialflussverfolgung in Echtzeit


Die kundenindividuelle Losgröße-1-Produktion mit ihren optimierten Prozessketten liefert mit jedem Bauteil die Informationen ,Was ich bin‘, ,Was ich kann‘ und ,Für wen ich bestimmt bin‘. Sie gibt dem Kunden die Möglichkeit zur Optimierung der Auftragsmengen und Fertigungsschritte im jeweiligen Prozess. Dazu werden die Produkte, zum Beispiel Büroschränke, in etikettierte Einzelteile aufgelöst. Die Fertigungsleittechnik bereitet die Informationen zu jedem Bauteil dann so auf, dass immer bekannt ist, wo es sich im Prozess gerade befindet, wie der Bearbeitungszustand ist und wann das zugehörige Möbelstück bereit zur Auslieferung ist beziehungsweise so in den Fertigungsprozess einsteuert, dass es zum geplanten Wunschtermin im Versand bereitsteht. Grundlage für einen solchen Prozess sind die Datenkommunikation und -verarbeitung sowie die Teileverfolgung mithilfe intelligenter Etiketten in Echtzeit, sogenannter Smart Tags.

 

Produktionssteuerung auf Knopfdruck


Ein aktuelles Beispiel für diese Technologie ist eine hochflexible Tischplattenfertigung, die IMA für den US-amerikanischen Möbelhersteller Haworth realisiert und in Teilen auf der Ligna 2017 vorgestellt hat. Der gesamte Prozess wird vom Zuschnitt bis zur Stapelung inklusive Fertigungssteuerung sowie Produktions- und Anlagenvisualisierung von der IMA-Anlagensteuerung geregelt. Mit dieser neuen Softwareplattform hat IMA ein übergeordnetes einheitliches Bedienkonzept für alle implementierten Maschinen geschaffen, wobei diese vollumfänglich in die (Daten-)Kommunikation integriert sind. Dezentrale Steuerungsebenen bieten dem Anwender für die Zukunft hohe Flexibilität. Einzelne Softwaremodule lassen sich problemlos ergänzen, austauschen oder modifizieren. „Im Gegensatz zur Fertigungsleittechnik für übergeordnete Funktionen wie Verplanung, Optimierung oder Produktionsfreigabe sowie den einzelnen Maschinensteuerungen liegt der Fokus unserer Liniensteuerung auf der Ebene der Zellen- beziehungsweise Anlagensteuerung“, so Jörg Rosemeier, Vertriebsleiter Nord-, Mittel- und Südamerika bei IMA. Der Kunde profitiert von einer ganzheitlichen Lösung für die komplette Fertigungs- und Prozesskette. Für die Produktionssteuerung auf Knopfdruck besitzt die IMA-Anlagensteuerung eine Event-basierte Server-Client-Architektur.

 

3-D-Simulation schafft Investitionssicherheit


Im Rahmen der Anlagenkonzeption setzte IMA zur Kapazitätsbetrachtung und Analyse des Fertigungsablaufs eine 3-D-Simulation ein. „Dazu erstellten wir zunächst ein Anlagenlayout und simulierten anhand der gewählten Maschinen sowie der Haworth-Produktionsdaten den Fertigungsablauf in 3-D“, berichtet Rosemeier. Auf diese Weise konnte herausgearbeitet werden, ob die geplante Anlage die geforderte Produktivität erreicht und wo gegebenenfalls Änderungen vorzunehmen sind. Im Fall von Haworth erwies die Simulation zum Beispiel, dass die Zuschnittanlage Performance.Cut statt mit einer mit zwei Spindeln ausgestattet werden musste und dass der geforderte Output bei der Bohrbearbeitung nur mit zwei Bohrzentren zu erzielen war.

 

Kompaktes Anlagenlayout mit hohem Output


An die Performance.Cut schließt sich eine Drehstation an, wo alle Teile in Längsrichtung gebracht werden, da diese Transportrichtung ein besonders kompaktes Anlagenlayout ermöglicht. Es folgen die Etikettierung der Werkstücke mit Barcode zur Teileverfolgung in Echtzeit und die Ausschleusung von großen Resten sowie Vollkonturplatten. Letztere werden anschließend auf einer Bima Cx40 mit Laser Edging weiterbearbeitet. Alle anderen Tischplatten laufen zur zeitlichen Entkopplung von Zuschnitt und Bekantung in einen Jalousiepuffer. Die Bekantung erfolgt im automatischen Wechsel wahlweise mit PUR-Leim oder mittels Laser Edging auf einer einseitigen Combima Performance Edge mit Umlaufsystem. „Die Maschine weiß, welche Platte wie bekantet werden muss und wählt die entsprechende Bearbeitung selbstständig aus. So kann zunächst eine Kante angeleimt und direkt danach die nächste Platte mit einer Laserkante versehen werden“, so Rosemeier. „Für die Fertigung in den USA ist das fast schon revolutionär, denn hier ist die Bekantung mit EVA noch sehr verbreitet. Ist der Einsatz von PUR-Leim bereits eine Weiterentwicklung, so ist die Laserbekantung ein Quantensprung hinsichtlich Flexibilität, Haptik, Optik und Qualität.“


Integrierte Einschub- und Prüfsysteme überprüfen die Winkligkeit und Maßhaltigkeit der Platten und Kanten. Gleichzeitig werden die unterschiedlichen Kantendicken automatisch kompensiert. Dabei werden über die Kantenverwaltung die Daten der Kanten- und Werkstückmessung direkt mit der Anlagensteuerung abgeglichen und damit im weiteren Prozess berücksichtigt. Eine hochwertige Formatierung und Bekantung sind damit garantiert.

 

Paralleles Bohren und Fräsen


Ein weiterer Jalousiepuffer entkoppelt die Bekantung von der Bohrbearbeitung. Auf zwei identischen Bearbeitungsstationen des IMA-Partners Priess & Horstmann erfolgt die parallele Bohr- und Fräsbearbeitung der Bürotischplatten, die anschließend zur Sortierung in zwei intelligente IMA-Sortierboxen laufen. Hier werden sie vor der Verpackung und Auslieferung kommissioniert. Dabei wird unterschieden zwischen Konturteilen, Einzelteilen und Kleinserienteilen, die im Paket ausgeliefert werden. Ergänzt wird die Fertigungsanlage durch zwei parallel arbeitende Bohr- und Fräszentren und ein SRD-Etikettiersystem. Die Fertigungsleittechnik steuert der IMA-Partner 3Tec bei.


Haworth verarbeitet auf der IMA-Anlage mit HPL-Laminaten beschichtete Rohplatten und will die Anlage zunächst ausschließlich für die Fertigung von Bürotischplatten nutzen. Mittelfristig ist die Erweiterung hin zur Produktion von Korpuswaren geplant.

www.ima.de
www.haworth.com

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