Assistenzsystem steigert die Qualität beim Richten von Band

Mit GEORG smartleveling stellt GEORG ein Assistenzsystem für Hochleistungs-Bandrichtmaschinen vor, das sowohl bei Neuanlagen als auch im Rahmen von Retrofitprojekten oder bei der Integration einer neuen Bandrichtmaschine eingesetzt werden kann. Das System wurde für ein großes Spektrum von unterschiedlich breiten und dicken Bändern aus Stahl und Aluminium entwickelt, die höchste Anforderungen an Ebenheit und Oberflächenqualität erfüllen müssen.

Eine wesentliche Innovation ist, dass die Ebenheit der geschnittenen Tafeln – also des finalen Produkts – nach dem Schneiden gemessen wird. So werden die finalen Produkteigenschaften ohne produktionsbedingte Quereinflüsse erfasst und für die systeminterne Weiterverarbeitung der Daten verwendet.

Der Bedarf an Hochleistungs-Richtmaschinen für breite Bänder oder Tafeln, die besondere Anforderungen an Ebenheit und Oberflächenqualität erfüllen müssen, steigt beständig. Das gilt zum Beispiel für Außenhautteile von Automobilen und Flugzeugen, für Tanks und sichtbare Bauteile wie Decken- oder Fassadenverkleidungen. Außerdem wird der Materialmix kontinuierlich umfangreicher; auch die Anforderungen an die lückenlose Dokumentation der gelieferten Produkte sind gestiegen. Hinzu kommt, dass ausgeprägter Bedarf für die Automatisierung des Prozesses besteht, denn qualifizierte Arbeitskräfte sind immer seltener und schwieriger zu finden. Diese Herausforderungen waren für GEORG der Grund, einen grundlegend neuen Ansatz für die Optimierung des Richtprozesses und der dazugehörigen Steuerung zu entwickeln.

Das Richten dient generell der Steigerung der Qualität der fertigen Tafeln in Bezug auf Ebenheit und geringe Eigenspannungen – wichtige Kriterien für die Weiterverarbeitung. Die Ebenheit wurde bisher manuell durch den Bediener oder – wenn überhaupt – optisch hinter der Richtmaschine, aber immer vor dem Schneiden erfasst. Durch die Überlagerung des Bandzuges hinter der Richtmaschine oder den Schneidprozess kann die Ebenheit des finalen Produkts von der Ebenheit hinter der Richtmaschine abweichen.

GEORG smartleveling

So entstand die Idee, die Ebenheit der Bleche nach dem Schneiden zu messen und diese Daten für die Optimierung des Prozesses zu nutzen. GEORG smartleveling erfasst die Ebenheit des finalen Produkts auf dem Auslauftransportband, ohne dass Bandzug die Ergebnisse verfälscht. Das Assistenzsystem visualisiert die Messergebnisse; analysiert sie und schlägt dem Bediener Änderungen der Einstellung der Richtmaschine vor. Darüber hinaus können die Parameter auch automatisch optimiert werden.

Neben höherer Präzision beim Richten bietet dieses Verfahren weitere Vorteile: Die Einstellung der Richtmaschine erfolgt jetzt auf Basis von Ist-Daten der fertigen Produkte und kann weitgehend automatisiert werden. Damit wird die Qualität der Endprodukte unabhängig von der Qualifikation der Bediener.

Außerdem können die Anwender die Qualität der Endprodukte, die sie an ihre Kunden ausliefern, lückenlos dokumentieren. Auch für die Qualitätssicherung und die Rückverfolgbarkeit sind die Messdaten von hohem Wert.

Advanced Leveling – Die Technik im Detail

Die Software des neuen Assistenzsystems nutzt die Ergebnisse eines optischen – und damit kontaktlosen – Messsystems im Auslauf der Querteilanlage. Für die Vermessung der Höhenlage der einzelnen Oberflächenelemente werden Laserlinien auf die Tafeln, die auf dem Auslauftransportband ohne Bandzug unter dem Messkopf durchlaufen, projiziert. Um Lageänderungen der gesamten Tafel zu kompensieren, arbeitet das System mit zwei Linien. Dadurch werden Störeinflüsse eliminiert, die zum Beispiel durch Vibrationenverursacht werden. So erzielt das System eine Genauigkeit der Höhenlage von besser als 0,5 mm.

Die Ebenheit der produzierten Tafel wird gemeinsam mit den für den Richtprozess relevanten Informationen in Echtzeit grafisch auf dem Bedienerbildschirm angezeigt. Die Darstellung ermöglicht es dem Bedienpersonal, die Qualität der Tafeln schnell und intuitiv zu beurteilen. Da auch die Daten mehrerer aufeinanderfolgender Tafeln gezeigt werden, ist es möglich, sofort und auf der Basis von Messwerten zu entscheiden, die nach dem Richten ermittelt wurden. Die Daten aller Tafeln werden zusammen mit dem Qualitätsprotokoll, das die Tafeln jedes Coils zusammenfassend dokumentiert, in einer Datenbank gespeichert.

Intelligente Automatisierung

Die Ebenheitsdaten werden nicht nur visualisiert, sondern auch automatisch analysiert. Daraus bestimmt die smartleveling-Software permanent optimierte Parameter für die Richtmaschine. Sie werden als Empfehlung dargestellt, die das Bedienpersonal für die Produktion übernehmen kann. Im automatischen Modus passt das Programm die Prozessparameter der Richtmaschine vollautomatisch an. Die konsequente Nutzung der Daten führt so zu präzise gesteuerten Abläufen, konsistent hoher, gleichbleibender Qualität und insgesamt zu höherer Produktivität der gesamten Linie. Darüber hinaus minimiert sie die Belastung der Maschine, reduziert den Energiebedarf der Anlage und erhöht die Lebensdauer ihrer Komponenten.

Sämtliche die Ebenheit der Tafeln betreffenden Daten werden einschließlich der zugehörigen Produktionsparameter archiviert. Sie können jederzeit wieder abgerufen werden und stehen so auch im Nachgang für die Optimierung der Richtparameter zur Verfügung. Insbesondere in Stahl-Service Centern mit ihrem breiten Produktspektrum und komplexen Materialien ist die Datenbank der Produktionsparameter sehr wertvoll: Sie macht es möglich, auch auf Daten von Coils zurückzugreifen, die vor längerer Zeit gerichtet wurden.

Bereits die Grundeinstellung der Maschine, die GEORG für jedes Material berechnet, bringt oft sehr gute Ebenheitsergebnisse. Sie ist im Lieferumfang von smartleveling enthalten, ebenso eine Rezeptdatenbank, die der Kunde selbst befüllen kann.

Das smartleveling-Analyse-Tool ermöglicht es den Anwendungstechnikern, offline auf in der Datenbank gespeicherte Bestandsdaten zuzugreifen. Auf diese Weise können sie analysieren, wie einzelne Tafeln produziert wurden und den Richtprozess weiter optimieren. Die Daten können beispielsweise auch zu Schulungszwecken verwendet werden, zum Beispiel, wenn neu Bediener hinzukommen.

Speziell breite und dünne Bänder erfordern extrem präzise arbeitende Hochleistungsrichtmaschinen mit nahezu spielfreier, exakt wiederholbarer Positionierung der Richtwalzen. Hier greift GEORG auf die jahrzehntelange Erfahrung mit dem Bau vieler Querteilanlagen zurück, in die Richtmaschinen aus Kreuztal integriert sind und mit denen die Kunden unterschiedlichste Produkte herstellen. Alle Maschinen weisen die gleichen Konstruktionscharakteristika auf, für die GEORG bekannt ist: hohe Präzision, Wiederholgenauigkeit, Verfügbarkeit und Langlebigkeit.

Für die Hochleistungs-Richtmaschinen bietet GEORG ein modular aufgebautes System. Das Spektrum der Abmessungen geht – zum Beispiel für Außenhautteile von Flugzeugen – bis zu einer Breite der Bleche von 3.200 mm.

Integraler Bestandteil aller Richtmaschinen von GEORG ist das ausgereifte Kassettenwechselsystem, das sich in vielen Querteilanlagen bewährt hat. Es stellt sicher, dass unterschiedliche Kassetten gleicher Größe auch nach dem Schleifen oder der Wartung identische Ergebnisse liefern. Alle GEORG-Wechselkassetten sind mit einer digitalen Kennung ausgerüstet, sodass sie für die Parametrisierung der Maschinen sowie für Service- und Wartungsarbeiten eindeutig identifiziert werden. So kann die Steuerung der Richtmaschinen vollautomatisch etwa erfolgte Nachschleifarbeiten zur Verwendung unveränderter Prozessparameter kompensieren.

Die Wechselkassetten sind die Herzstücke der Richtmaschinen. Sie sind präzise, aber auch mechanisch hochbelastete Werkzeuge, für deren Konstruktion und Herstellung ausgeprägtes Detailwissen erforderlich ist. Das gilt auch für die Wartung. Deshalb bietet GEORG ein Servicepaket, in dessen Rahmen die Anwender ihre Wechselkassetten regelmäßig zur Aufarbeitung in das Werk Kreuztal schicken. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass ihre Richtmaschine jederzeit mit der gewohnten Präzision arbeitet.

Darüber hinaus bietet GEORG Schulungen in Kreuztal oder bei Kunden vor Ort an, die sowohl die Theorie als auch die Praxis umfassen, zum Beispiel die Einstellarbeiten an der Maschine oder das Richten einzelner Platinen.

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