Bild 01: Die Protagonisten hinter der ohne Einhausung, Lichtgitter oder Laserscanner auskommenden Profilbiegemaschine Mobamatic MPB23 (v. l. n. r.): Andreas Iseli, Leiter Beckhoff Geschäftsstelle Lyssach, Remo Kissling, Geschäftsführer Pneutronic AG, Thomas Steffen, Leiter mechanische Entwicklung und Betriebsmittelbau bei Moser-Baer, Eric Schaller, Area Sales Manager Beckhoff Lyssach, und Marcel Gloor, technischer Leiter Pneutronic AG. (Quelle: Beckhoff)
Die 1938 gegründete Moser-Baer AG [1] mit Hauptsitz und Produktion in Sumiswald fertigt seit über 80 Jahren unter der Marke Mobatime Uhrenanlagen und Zeitsysteme. Dem bekanntesten Produkt ist jeder schon einmal begegnet: den runden Uhren, die auf zahllosen Bahnsteigen, in Bahnhofshallen, Flughäfen, Universitäten, Schulen und öffentlichen Gebäuden hängen.
Basis der Uhrengehäuse bilden Profile aus Aluminium oder Stahlblech, die zu einem Ring gebogen werden. Je nach Uhrentyp bestehen die Profile aus bis zu 3 mm dickem Aluminium oder dünnen Winkelprofilen aus Stahl mit bis zu 200 mm Höhe. Bislang werden die Gehäuse von Fachkräften auf manuell justierten Biegemaschinen gefertigt. Dazu ist viel Erfahrung notwendig, da beim plastischen Umformen von Blechen viele Faktoren die Präzision des fertigen Bauteils beeinflussen, angefangen bei sich verändernden Widerstandsmomenten und alterungsbedingt oder Chargen-bezogen unterschiedlichem Materialverhalten.
„Wir haben die Biegemaschine für unser Standardportfolio an Bahnhofsuhren mit einem Durchmesser zwischen 40 cm und 120 cm entwickelt, wollen darauf aber auch Sonderkonstruktionen mit einigen Metern Durchmesser biegen können“, erklärt Thomas Steffen, Leiter mechanische Entwicklung und Betriebsmittelbau bei Moser-Baer. Solche großen Gehäuse werden aus mehreren Profilen zusammengesetzt. Die Rundheit und Einhaltung des Radius sind daher wesentliche Qualitätskriterien für das Biegen der Profile.
Vierte Biegerolle ersetzt Prozessschritt
Die primäre Motivation von Moser-Baer für die Entwicklung war, die Profile komplett, d. h. ohne gerade Endstücke, biegen zu können. „Dies ist beim üblichen Dreirollenbiegen kinematisch unmöglich“, erklärt Marcel Gloor, technischer Leiter der Pneutronic AG [2]. Die Lösung: eine vierte, unabhängig einstellbare Rolle (Bild 2). Nur damit lässt sich die erforderliche Umkehr der Biegerichtung realisieren und die Profile komplett mit dem definierten Radius biegen – ohne dass ein gerades Teilstück am Ende des Profils entsteht. Dieser Teil musste bislang in einem weiteren Arbeitsschritt abgesägt werden. Dazu T. Steffen: „Gebogene Profile sind immer schwierig einzuspannen und zu sägen. Zudem entstehen dabei Späne und scharfe Grate.“ Bedingt durch die Vermeidung der geraden Endstücke können 15 % bis 20 % Materialeinsparungen am Gehäuse pro produzierte Uhr erreicht werden. Dies stellt sowohl einen erheblichen wirtschaftlichen Gewinn dar als auch einen Beitrag zu einer nachhaltigen, ressourcenschonenden Produktion, die Moser-Baer stets anstrebt. Darüber hinaus können durch den Wegfall des Trennprozesses nach dem Biegen bei der Gehäuseringproduktion 50 % der Zeit eingespart werden.
Sichere Antriebstechnik reduziert Stellfläche
„Biegeprozesse bedeuten immer auch die Gefahr, Finger oder die Hand einzuklemmen und zu quetschen“, betont Remo Kissling, Geschäftsführer der Pneutronic AG mit Blick auf die bei der Biegemaschine einzuhaltenden Sicherheitsanforderungen. Dennoch konnte die Biegemaschine ohne Einhausung, Lichtgitter oder Laserscanner konstruiert werden. Ermöglicht hat dies ein durchdachtes Sicherheitskonzept, das auf dem Multiachs-Servosystem AX8000 (Bild 3) mit Twinsafe sowie den Servomotoren AM8000 (Bild 4) von Beckhoff [3] basiert. „Wir nutzen fast alle sicheren Antriebsfunktionen, für den Einrichtbetrieb zum Beispiel Safety Limited Speed (SLS) in Verbindung mit einem Zustimmtaster“, so M. Gloor. Für das Einführen und Klemmen des Profils braucht der Werker wiederum beide Hände. Um Verletzungen auszuschließen, lässt sich der nur wenige Millimeter betragende Spannhub nur über einen Fußtaster aus sicherer Entfernung auslösen. Die Anordnung des Fußtasters ist gezwungenermaßen nahe an der Maschine, damit das Profil genau eingelegt werden kann.
Der automatische Biegeprozess wird über Zweihandtaster gestartet, die permanent betätigt sein müssen. Lässt der Bediener eine der Tasten los, zum Beispiel um etwas zu kontrollieren oder weil eine andere Person an die Maschine tritt, stoppt der Ablauf sofort. Die Achsen gehen dann in den sicheren Betriebshalt (SOS). Die Regelung bleibt jedoch aktiv und setzt den Biegevorgang fort, sobald beide Taster wieder betätigt werden „Ohne die vielfältigen Funktionen wie SLS, SLI, SOS, STO und der sicheren Antriebstechnik von Beckhoff wäre die Maschine nicht ohne Schutzzaun oder Laserscanner realisierbar gewesen“, bestätigt R. Kissling.