Maschine und Automation in perfektem Zusammenspiel

Die Stöcklin Logistik AG hat eine Geschichte, die bis ins Jahr 1934 zurückreicht. Aus einem Unternehmen, das mit der Entwicklung von Palettenhubwagen bekannt wurde, ist inzwischen ein international tätiger Anbieter von schlüsselfertigen Gesamtsystemen im Bereich Intralogistik, Flurförderzeuge und fahrerlose Transportsysteme geworden. Die vom Markt verlangte ständig steigende Warenverfügbarkeit bei gleichzeitig immensem Preisdruck fordert die Entwickler bei Stöcklin jeden Tag aufs Neue heraus. Das innovative Unternehmen entwickelt und optimiert Lösungen für das Warenhandling in der Intralogistik für die Branchen Industrie, E-Commerce, Automobil, Pharma, Lebensmittel und den allgemeinen Maschinenbau. Viele dieser Lösungen münden in Patente und geschützte Gebrauchsmuster. Jüngstes Beispiel ist ein ausgeklügeltes Kommissioniersystem für Obst und Gemüse, das für den Einsatz im Lebensmittelgrosshandel bestimmt ist und dort den Warenfluss optimieren soll.

Die Wettbewerbsfähigkeit stärken
Peter Voser verantwortet als Mitglied der Geschäftsleitung bei Stöcklin die Bereiche Supply Chain Management und Produktion. Er kennt die täglichen Herausforderungen für das Unternehmen wie kein anderer: «Die Pandemie und das folgende starke Wachstum des E-Commerce-Bereichs brachte für uns einen hohen Auftragszuwachs. Mehr denn je gilt es, mit intelligenten Lösungen die Wettbewerbsfähigkeit unserer Kunden langfristig und nachhaltig zu stärken.»
Das neue Werk bietet hierfür beste Voraussetzungen. Ganz im Zeichen der «Smart factory» geplant stehen hier neben der Produktion auch der Materialfluss und die Logistik im Fokus. 350 t Stahl werden bei Stöcklin jedes Jahr verarbeitet, dazu kommen etliche Tonnen Aluminium und Chromstahl. Viele der eingesetzten Maschinen sind automatisiert, denn zusätzlich zum 2-Schichtbetrieb wird bei Stöcklin mit einer Geisterschicht gefahren.
In die neu konzipierte Produktion wurde kräftig investiert. Zu den Neuinvestitionen gehört die Mazak Laserschneidmaschine Optiplex 3015 Fiber III mit 8 kW Leistung. Sie ersetzt die 15 Jahre alte Laserschneidmaschine mit CO2-Technologie eines Schweizer Herstellers. Peter Voser war gemeinsam mit Produktionsleiter Morand Gaisser für die Beschaffung der neuen Maschine verantwortlich. Morand Gaisser erläutert die Vorgehensweise: «Wir wollten dieses Mal eine Maschine mit Faserlaser. Im Rahmen der Beschaffung wurde unser langjähriger Lieferant ebenso angefragt wie alle bekannten Marktbegleiter. Unter ihnen auch die Firma Mazak, die neben den Laserschneidmaschinen vor allem bekannt ist für leistungsstarke CNC-Dreh- und Fräsbearbeitungszentren. Das Gesamtpaket von Mazak überzeugte die Verantwortlichen bei der Stöcklin Logistik AG vollumfänglich.
Sascha Fritze ist bei Mazak der Laser Business-Verantwortliche für die Länder Deutschland, Österreich und Schweiz, die sogenannte DACH-Region. Rund 400 Anlagen hat er verkauft und betreut die Kunden mit seinem Team auch in allen After-Sales Belangen. Zu der gut vorbereiteten Maschinenanfrage von Stöcklin erklärt er: «Die Faserlaserschneidmaschinen bieten im Vergleich zu den Maschinen mit CO2-Laser eine ganze Reihe von Vorteilen, die in erster Linie mit der Strahldichte des Lasers zusammenhängen, die beim Faserlaser deutlich höher ist als beim CO2-Laser. Aufgrund der starken Konzentrierung des Laserstrahls und seiner Wellenlänge zeichnet sich der Faserlaser im Vergleich ausserdem durch geringere Energiestreuung aus, mit den Vorteilen des geringeren Energieverbrauchs, überschaubarer Betriebskosten, einfacher Wartung und hoher Schnittgeschwindigkeit bei Blechen mittlerer bis geringer Stärke.»
Sascha Fritze konzipierte in der Folge zusammen mit den Verantwortlichen bei Stöcklin eine Anlage, die neben einer Laserschneidmaschine Optiplex 3015 Fiber III auch eine Lager- und Automationslösung beinhalten sollte. Ein Spezialist für Lager- und Handlingssysteme wurde deshalb von Beginn an in das Projekt eingebunden. «Wir bei Mazak arbeiten schon seit 5 Jahren mit diesem Partner sehr gut zusammen,» sagt Sascha Fritze. «Wir haben das gleiche Qualitäts- und Serviceverständnis und hören den Kunden genau zu.»

Maschine und Steuerung perfekt kombiniert für hohe Produktivität
Die 2D-Laserschneidmaschine Optiplex 3015 Fiber III wurde für hohe Schnittgeschwindigkeiten, grosse Schneidleistung sowie hohe Oberflächengüte und Genauigkeit ausgelegt. Mit Verfahrwegen in X/Y/Z von 3110x1550 beziehungsweise 110 mm sowie hohen Vorschubgeschwindigkeiten von 120 m/min in X und Y, und 60 m/min in der Z-Achse ist sie für die Aufgaben bei Stöcklin genau die richtige Maschine. Die Positioniergenauigkeit wird mit einer Toleranz von ±0,05 mm/500 mm an X- und Y-Achse sowie von ±0,01 mm/100 mm an der Z-Achse gehalten. Zudem weist die Maschine mit ±0,03 mm an X-, Y- und Z-Achse eine aussergewöhnlich hohe Wiederholgenauigkeit auf.
Ihre hohe Steifigkeit verdankt die Maschine dem aus Meehanite-Gusseisen gefertigten Maschinenbett, das auch für ein besonders hohes Schwingungsdämpfungsvermögen sorgt. Diese sehr gute konstruktive Steifigkeit gewährleistet Stabilität, konstante Arbeitsparameter und damit auch langfristig hohe Bearbeitungspräzision.
Die Optiplex Fiber ist mit einem «Multi-Control»-Schneidkopf, einem automatischen Düsenwechsler für acht Düsen und Strahldurchmesserregelung ausgestattet. Sie verfügt ausserdem über einen Fiber Laser Oscillator, der kein Lasergas benötigt, einen geringen Energieverbrauch aufweist und minimalen Wartungsaufwand verlangt. Damit trägt die Optiplex Fiber trotz ihrer hohen Leistungsfähigkeit und Effizienz entscheidend zur Verringerung der Betriebs- und Wartungskosten bei. Die von Mazak speziell für Laseranwendungen entwickelte CNC-Steuerung MAZATROL PREVIEW G ermöglicht eine Beschleunigung von 1,8 G. Sie berechnet basierend auf der programmierten Kontur automatisch die Schnittgeschwindigkeit und die Beschleunigung zwischen den verschiedenen Schnittpunkten und bringt damit ein deutliches Zeiteinsparpotenzial mit sich, insbesondere beim Schneiden dünner Bleche mit dauerndem Richtungswechsel.
Die Preview G kommuniziert über eine einfache, klare und intuitive grafische Oberfläche auf einem 19"-Touchscreen. Sie ist mit intelligenten Funktionen ausgestattet, die das Bedienpersonal bei einer schnellen und einfachen Programmierung unterstützen.
In der Einrichtungsphase übernehmen die ISF (Intelligent Set-up-Functions) eine breite Palette automatischer Aufgaben, wie zum Beispiel den Strahldurchmesser zu regeln, die Fokuslage zu erkennen, die Düsen automatisch zu wechseln, die Düse im richtigen Fokusabstand zu positionieren, die Höhe zu finden und die Düsen zu reinigen. Die IMF (Intelligent Monitoring Functions) überwachen den Betriebszustand des Laserschneidsystems.
Der Laserschneidkopf ist mit einem Sensor ausgerüstet, der den Einstich kontrolliert und gegebenenfalls Mängel erkennt wie zum Beispiel den Abbrenneffekt beim Schneiden von Eisen und den Plasma-Effekt beim Schneiden von Edelstahl. Die ICF (Intelligent Cutting Functions) sorgen mit Features wie der Leistungsrampen-Funktion mit Feinregulierung für einen hoch wirksamen und sehr hochwertigen Laserschnitt.
Eine in die CNC-Steuerung eingepflegte Schnittbedingungstabelle gehört zur Standardausstattung. Sie errechnet bei Eingabe von Werkstoff und Materialstärke automatisch die optimalen Schnittbedingungen wie Laserleistung, Frequenz, Gasdruck usw. Einstellungen für komplexe Einstechverfahren werden ebenfalls automatisch ausgeführt.

Blechlager und Handlingssystem in perfektem Zusammenspiel
Das Blechlagersystem Vertikallift TowerMat TM-FE2.2 wurde für mittlere Lagermengen konzipiert und ist als Palettenturm mit einem festen Bediengerät ausgeführt. Der Regalturm besteht aus stabilen Schweisskonstruktionen, die in Elementen zusammengeschraubt sind. Mit einer Höhe von 8000 mm, einer Breite von 4000 und einer Tiefe von 5600 fasst das System auf 64 Blechlagerpaletten über 200 t Gewicht. Es können Bleche bis max. 3100x1563 mm gelagert werden. Die Entnahme der Bleche erfolgt über einen Kettenförderer.
Das Rohmaterial aus dem Lagersystem wird über das Handlingssystem PickMat vollautomatisch für die Laserschneidmaschine bereitgestellt. Ebenfalls vollautomatisch funktioniert die Rücklagerung von geschnittenen Blechtafeln in das Lager. Die Reduzierung der Be- und Entladezeit der Laseranlage sowie die Minimierung der Zeit für die Materialbereitstellung führt direkt zu einer Steigerung der Produktivität. Ausserdem wird das Material schonend und sicher bewegt.
Die LineController-Software INT-WM steuert den Gesamtprozess und koordiniert das Zusammenspiel zwischen Lagersystem, Materialwagen, PickMat und Laseranlage. Mit dieser Software lässt sich die bestehende Jobliste einfach verwalten und neue Schneidaufträge, inklusive des Schachtelprogramms, eintakten. Durch individuell definierte Schnittstellen konnte das kundeneigene ERP-System als Leitsystem eingebunden werden. In diesem laufen alle produktionsrelevanten Daten zusammen.
Im Mai 2020 wurde die verknüpfte Anlage aus Maschine, Lagerturm und Automation im neuen Technologiezentrum bei Stöcklin installiert. Peter Voser und Morand Gaisser sind sehr angetan von der Gesamtperformance: «Wir dachten zuerst, dass die Einarbeitung in die Maschine eines neuen Anbieters für die Mitarbeiter umständlich sein könnte. Das Gegenteil war der Fall!» Und Morand Gaisser fügt hinzu: «Und dann waren wir überrascht wie schnell die Maschine ist. Sie ist rund 35 Prozent schneller als die alte CO2-Maschine und damit viel produktiver.» Laut Peter Voser ist auch der Service bei Mazak schnell, kundenorientiert und die Gesamtkosten stimmen. «Eine hohe Verfügbarkeit der Anlagen ist für uns von enormer Bedeutung» betont er. «Die Mazak-Anlage ermöglicht es uns, vom Auftrag im ERP-System bis zur kompletten Fertigstellung der Laserteile automatisiert und dadurch optimiert zu arbeiten. Mit Mazak haben wir einen zuverlässigen und kompetenten Partner gefunden, bei dem menschlich und technisch alles passt!»

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