Sägen 4.0 Die smarte Metallverarbeitung beginnt schon im Lager

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Manuelle Prozesse sind oft zeitraubend und bergen die Gefahr von Fehlern. Wie man seine Produktion schon vom Lager ab digitalisiert, zeigt einmal mehr der Sägen- und Lagertechnikspezialist Kasto.

Die Industrie 4.0 ist in der modernen Metallverarbeitung mittlerweile flächendeckend angekommen. Das heißt, dass Maschinen, Anlagen, Waren und Ladungsträger umfänglich digital vernetzt sind und miteinander kommunizieren können. „Intelligente“ Sensorsysteme liefern im Rahmen dessen aktuelle Statusinformationen in Echtzeit. Sämtliche prozessrelevanten Daten werden dabei erfasst und analysiert, was es ermöglicht, die komplette Wertschöpfung dezentral, autonom und bedarfsorientiert zu optimieren, sagt Kasto. Der Weg von der Rohware zum fertigen Produkt werde dadurch schneller, flexibler, ressourcenschonender und günstiger.

Am besten beginnt man bereits bei der Lagerung, empfiehlt Kasto: Anstelle der früher weit verbreiteten Boden- oder Kragarmlagerung setzen metallverarbeitende Unternehmen deshalb vermehrt auf automatische Langgutlager. Die softwaregesteuerten Systeme punkten durch eine deutlich höhere Lagerdichte, schnelle Zugriffszeiten und ihre Bestandstransparenz. Auch können verschiedene Einlagerstrategien umgesetzt werden, um alles möglichst gut an die Bedürfnisse des Anwenders anzupassen. Es können etwa Einzelstangen oder ganze sowie geöffnete Bunde manuell oder automatisch eingelagert werden, sowie zwischen verschiedenen Lagerbereichen umgelagert werden.

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Vollautomatisch vom Halbzeug bis zum fertigen Teil

Auch die Sägetechnik, oft die erste Bearbeitungsstation nach dem Auslagern, wie Kasto erklärt, schreitet rasch in Richtung mannlose Bearbeitung. Sägemaschinen können dabei mit Manipulatoren und Fördertechniksystemen nahtlos an das Rohwarenlager angeschlossen werden, um sie so mit den benötigten Materialien zu versorgen. Der Sägevorgang an sich könne bei entsprechender Ausstattung der Maschine ebenfalls autonom ablaufen. Das ist eine Möglichkeit, zu einer „intelligenten“ Fabrik zu kommen, betonen die Acherner Experten.

Kasto unterstützt solche Ambitionen durch kombinierte Lager-Säge-Roboter-Systeme, in denen vom Einlagern des Rohmaterials bis zur Kommissionierung der Abschnitte sämtliche Lager-, Handling-, Säge-, Markier-, Palettier- und Bündelungsprozesse vollautomatisch ablaufen können. Besonders wichtig sei dabei eine reibungslose Kommunikation aller beteiligten Komponenten untereinander. Vereinfacht ausgedrückt, müssten diese „dieselbe Sprache“ sprechen. Das klappe über durchgängige Steuerungssysteme und passende Schnittstellen. Kasto bietet deshalb mit Kastologic ein modulares Warehouse-Management-System (WMS), das speziell auf die Anforderungen in der Langgut- und Blechlagerung abgestimmt ist. Es bildet dazu alle Prozesse zwischen Wareneingang und Versand übersichtlich und transparent ab, was den gesamten Materialfluss, inklusive des Lagers, daran angeschlossener Fördertechnik sowie Bearbeitungsmaschinen nebst dazu gehörendes Materialhandling effizienter macht.

Die Software optimiert die Prozesse im und um das Lager und macht die Intralogistik damit schneller, zuverlässiger und leistungsfähiger. Zum Beispiel verbessert sie die Fahrwege von Regalbediengeräten, indem sie Leerfahrten vermeidet und häufiger benötigte Artikel näher an Ein- und Auslagerstationen platziert, wie Kasto erklärt. Zu den weiteren Funktionen gehören die Verwaltung von Aufträgen, Chargen, Restteilen und Anschnitten, eine permanente Inventur sowie die Möglichkeit, flexibel verschiedene In-Out-Strategien und Kommissionierprinzipien anzuwenden. Die umfangreichen Statistik- und Analysetools überwachen dabei sowohl die Auslastung des Gesamtsystems als auch die einzelner Komponenten. Somit ließe sich das Potenzial der Intralogistik maximal ausschöpfen.

Für jedes System die passende Schnittstelle parat

Über maßgeschneiderte Schnittstellen ließen sich das WMS Kastologic, aber auch einzelne Maschinensteuerungen mühelos an ein übergeordnetes Host-System im Unternehmen anbinden. Man denke an SAP, Infor oder Microsoft Dynamics, aber auch kundenspezifische Varianten würden unterstützt. Die so entstehende einheitliche Kommunikationsstruktur schaffe echte Transparenz. Aufträge lassen sich bequemer steuern und die in den Lagern und Sägemaschinen erhobenen und erfassten Daten können übergreifend genutzt und analysiert werden, heißt es dazu. So wird etwa die durchgängige Rückverfolgung bestimmter Waren und Werkstücke möglich sowie eine gleichmäßige Auslastung des Maschinenparks mit kurzen Nebenzeiten, eine bessere Qualitätskontrolle oder eine bessere Planung von Wartungsmaßnahmen. Auch Reststücklängen und Lagerbestände lassen sich mit den entsprechenden Informationen nachhaltiger planen. Das drückt die Fertigungskosten.

Aber auch manuell bediente Lager lassen sich mithilfe von Kastologic verwalten. Dafür gibt es die App Kastologic mobile. Die Anwendung ist für mobile Endgeräte gedacht und ermöglicht es, sämtliche Vorgänge wie Ein- und Umlagerungen, Kommissionierungen, Versand- und Bestandsinformationen per Smartphone oder Tablet an das WMS zu übermitteln, wie Kasto erklärt. Besonders leicht sei dies mit einem von Kasto erhältlichen, robusten Handheldgerät machbar, das ein gut lesbares Display und einen integrierten Barcodescanner bietet. Der Mitarbeiter erfasst damit einfach die benötigten Informationen für die jeweilige Auftragsposition. Das Gerät übermittelt diese drahtlos an das Managementsystem. Transparenz und Nachverfolgbarkeit sind damit genauso gut, wie in automatischen Lagern, wie Kasto verspricht. Auch ein sogenanntes „Pick-by-Crane“-System lässt sich mit Kastologic mobile nutzen: Dabei steuert der Anwender mit der App einen angebundenen Hallenkran, der die Fahrbewegung mithilfe der entsprechenden Koordinaten allein erledigt. Das System ist mit der Wiegeeinrichtung des Krans gekoppelt, weshalb das entsprechende Gewicht per Knopfdruck übernommen werden kann.

Energie sparen durch deren intelligente Nutzung

Ein großer Teil der Betriebskosten von Automatiklagern entfällt auf den Energieverbrauch, wie die Acherner wissen. Doch auch hier biete Industrie 4.0 viel Gutes. Denn Kasto hat mit Kastoenergysave ein Konzept zur Energierückspeisung und -speicherung entwickelt. Überschüssige Lage- oder Bewegungsenergie lässt sich damit in elektrischen Strom umwandeln, in Doppelschichtkondensatoren zwischenspeichern und dann flexibel nach Bedarf nutzen, wie es dazu heißt. Eine spezielle Regelung lädt und entlädt den Energiespeicher dabei abhängig vom momentan laufenden Prozess. Die Energie bleibe bis zu ihrer Wiederverwendung im System. Durch einen nahezu konstanten Leistungsbezug aus dem Stromnetz könne die Netzperipherie im Nennlastbetrieb arbeiten. Das biete die Chance, die Anschlussleistung des Regalbediengerätes zusätzlich um über 50 Prozent zu reduzieren. Auch würden dadurch Lastspitzen vermieden, was ebenso Kosten spart.

Sägeverschnitt reduzieren und Standzeiten steigern

Außer der Energie- spielt auch die Materialeffizienz in der Metallverarbeitung eine wichtige Rolle, um Kosten zu senken – das klappe auch beim Sägen. Kasto greift dafür mit seiner Software Kastooptisaw ebenfalls auf die Möglichkeiten der Digitalisierung zurück. Denn das System berücksichtigt Maschinenparameter, wie die Schnittspaltbreite und minimale Spaltlänge, um die Zuordnung des eingelagerten Langguts zu den jeweiligen Sägeaufträgen zu optimieren. Denn oft lägen aufgrund von zurückliegenden Aufträgen von ein und demselben Material unterschiedlich lange Stäbe respektive Rohre und Profile mit verschiedenen Gehrungswinkeln vor. Diese können aber mithilfe von Kastooptisaw mit möglichst geringem Verschnitt aufgebraucht werden. Das reduziert die Kosten und schafft auch Platz im Lager.

Eine weitere smarte Neuerung für die Sägetechnik heißt Kastorespond. Dieses System „erfühlt“ nämlich mittels Sensorik die Beschaffenheit des zu sägenden Materials und passt die Schnittparameter daran an, erklärt Kasto. Das bringe besonders dann Vorteile, wenn es um das Sägen von Profilen, inhomogenen Materialien oder Abweichungen bei der Festigkeit des Werkstücks gehe. Anwender können damit die Standzeiten ihrer Sägewerkzeuge verlängern. Darüber hinaus lassen sich Fehler durch eine falsche Bedienung der Sägemaschine zuverlässig vermeiden.

Mit der Roboteranbindung kann man effizienter Sägen

Mit der Roboteranbindung Kastosort gibt es zudem etwas, mit dem sich der Sägevorgang sowie vor- und nachgelagerte Fertigungsprozesse automatisieren und gemeinsam in einen einheitlich gesteuerten Materialfluss integrieren lassen. Industrieroboter können die Sägeabschnitte dabei selbstständig entnehmen. Sie übernehmen aber auch Aufgaben wie Entgraten und Anfasen, das Zentrieren und Gewindeschneiden, das Markieren und Bedrucken sowie das Wiegen, Sortieren und das packdichteoptimierte Abstapeln und Kommissionieren. Die Steuerung wählt je nach Material, Form, Gewicht oder sonstiger Beschaffenheit der Werkstücke den passenden Greifer, den am besten geeigneten Ladungsträger und das ideale Stapelmuster, heißt es weiter. Kasto integriert die Robotersteuerung je nach Bedarf in die Sägesteuerung, das WMS Kastologic oder in ein bestehendes ERP-System. Der Anwender kann damit auch diesen Arbeitsschritt über eine zentrale Schnittstelle steuern und überwachen.

Digitaler Materialtransport optimiert Sägebetrieb

Für den Transport von Materialien und Werkstücken über die Lager- und Sägetechnik hinaus bietet Kasto ebenfalls digitale und vernetzte Tools. Es gibt zum Beispiel das Tourenverteilsystem Kastorail, das Kommissionierbunde schnell und ergonomisch für den Versand bereitstellt. Eine weitere Möglichkeit, um zum Beispiel manuelle Palettenlager smart zu automatisieren, ist der Einsatz eines fahrerlosen Transportsystems (FTS). Die autonomen Fahrzeuge können etwa per Roboter auf Paletten gestapelte Abschnitte aus dem Arbeitsbereich der Säge abholen und zwischenlagern. Alles kann aber auch direkt in den Versand transportiert werden. Dabei kann auch die Steuerung des FTS mit einer eigenen Schnittstelle in Kastologic integriert werden, um einen einheitlich verwalteten Materialfluss zu erhalten. Rolltore, die sich durch Aktivierung von Lichtschranken öffnen oder schließen, erlauben den Flurförderzeugen den Zutritt zur Sägemaschine und schützen gleichzeitig die Mitarbeiter vor Verletzungen, führt Kasto weiter aus.

Seine Maschinen jederzeit per App im Blick

Auch der Einsatz mobiler Geräte hält in der industriellen Produktion immer mehr Einzug. Kasto hat dazu mit der Kastoapp eine Anwendung für die übersichtliche Visualisierung seiner Sägemaschinen auf den Markt gebracht. Sie bietet eine Statusübersicht aller im Netzwerk vorhandenen Kasto-Maschinen, die mit den Steuerungssystemen Smartcontrol, Advancedcontrol, Procontrol oder Expertcontrol ausgestattet sind. Der Name und Zustand jeder Säge sowie die Maschinennummer und der Maschinentyp sind dabei auf einen Blick ersichtlich. Läuft eine Säge im Automatikbetrieb, kann die Kastoapp außerdem auf die in der jeweiligen Maschinensteuerung hinterlegten Informationen zugreifen. Damit erhält der Benutzer genaue Auskünfte über alle relevanten Parameter wie etwa Artikel, Abschnittlänge, Soll- und Ist-Stückzahl sowie die Vorschub- und Schnittgeschwindigkeit. Kommt es zu einem Fehler im Betriebsablauf, visualisiert die App die anstehende Fehlermeldung, und der Anwender kann schnell reagieren. Ausfallzeiten lassen sich so auf das Minimum reduzieren.

Fernwartung mit Augmented Reality

Noch einen Schritt weiter gehe Kasto mit seinem Assistenzsystem Visualassistance. Denn dieses basiere auf dem Konzept der Augmented Reality (erweiterte Realität), um die Fernwartung von Maschinen und Anlagen zu vereinfachen. Sein Herzstück ist eine interaktive App für Tablets, Smartphones oder Smart Glasses, womit man sich dann per Video- und Audio-Stream mit den Servicemitarbeitern verbinden kann. Anwender und Techniker teilen dann in Echtzeit das gleiche Blickfeld. Das erleichtere das gegenseitige Verständnis und helfe dabei, einzelne Anlagenkomponenten und eventuelle Störungen schneller zu identifizieren.

Die Kasto-Experten haben über die App auch die Möglichkeit geschaffen, eine visuelle Hilfestellung zu leisten. So zum Beispiel über Markierungen, eingeblendet ins Live-Video. Während der Anwender die Wartung oder Reparatur an der Säge oder dem Lager durchführe, bekommt er alle nötigen Informationen direkt in seinem Display angezeigt. Nutze er die Datenbrille, habe er dazu noch die Hände frei. Die Servicetechniker von Kasto sind virtuell quasi bei ihm und leiten ihn entsprechend an. Aufwändige Schulungen oder teure Anfahrten sind damit überflüssig.

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