Realisierte WMS-Projekte

Kasto Maschinenbau GmbH & Co. KG

KASTOcenter mit Regalbediengerät zur Hintereinanderlagerung

Kunde

Fujita Shoji Co., Ltd.

Fertigstellung

31.12.2001

Branche

• Metall- u. kunststoffverarbeitende Industrie

Beschreibung

Aufgabenstellung

In Japan wird traditionell beim Stahlhandel gesägt. Der Kundenbetrieb fertigt kaum Abschnitte selbst sondern bezieht die benötigten Abschnitte vom Stahlhändler. Der japanische Stahlhändler ist stark dezentralisiert und spezialisiert. Um den hohen Anforderungen nach "Just-in-time-Belieferung" gerecht zu werden und eine kurzfristige Zulieferung sicherzustellen, siedelt sich der Stahlhändler in der Nähe seiner Kunden an. Die Spezialisierung geht hierbei soweit, dass z.B. Rundmaterialien von anderen Händlern bezogen werden als Flachmaterialien. Zudem ist eine Differenzierung der Stahlhändler nach Qualitäten üblich, wie z.B. Baustahl, Werkzeugstahl oder nicht rostende Qualitäten. Entsprechend dieser konsequenten Zulieferstrategie von Abschnitten ist der Stahlhandel in Japan mit umfangreichen Sägemaschinenparks ausgestattet. Die Rationalisierungsbemühungen richten sich verstärkt auf den Einsatz von Sägezentren, wodurch Platz sparend automatisiert wird, was bei den hohen Flächenkosten in Japan zusätzliche Vorteile bringt. Am Beispiel eines Stahlhändlers wird die Investition sowie der Nutzen eines Sägezentrums nachfolgend dargestellt.

Das Stahlhandelsunternehmen Fujita Shoji Co., Ltd. befindet sich in der Nähe von Tokio in einem Industriegebiet, in dem über 200 Stahlhändler ansässig sind, und vertreibt Rund- und Flachmaterialien aus Bau- und Werkzeugstählen an Kunden im näheren Umkreis. Seit Beginn der 60er Jahre besteht zwischen KASTO und Fujita eine sehr enge Geschäftsbeziehung. Aus diesem Grund hat die Firma Fujita auch den Vertrieb der KASTO-Produkte in Japan übernommen und im Eigenbetrieb immer wieder die neuesten Produkte von KASTO eingesetzt. Die Lagerung von Stangenmaterial überzeugte Herrn Tadayoshi Fujita so sehr, dass 1975 eines der ersten Langgutlager geliefert wurde – diese Anlage ist bis zum heutigen Tag im Betrieb. Auch das erste Sägezentrum wurde 1982 an Fujita geliefert. Mit diesem modernen Maschinenpark ist die Firma Fujita für umfangreiche Anarbeitungsaufgaben bestens gerüstet. Über 50 % der Fujita-Kunden lassen ihr Material gleich hier sägen und verlangen eine entsprechend schnelle Just-in-time-Belieferung. Die Lieferzeit der Zuschnitte beträgt dabei in der Regel einen Tag, das heißt, wenn die Firma Fujita vom Kunden einen Zuschnittauftrag bekommt, müssen die Teile am nächsten Tag mit dem LKW beim Kunden angeliefert werden. Meistens befinden sich die Kunden in einem Umkreis von 100 Kilometern.

Um den Anforderungen eines modernen Stahlhändlers auch in Zukunft gerecht zu werden, entschied sich die Firma Fujita im Jahr 2000, ein neues Lagerhaus in Sano-City, Kitakano zu bauen, was ca. 100 Kilometer nord-östlich von Tokio liegt und mit sehr guten verkehrstechnischen Anbindungen sowohl in Nord-Süd als auch in Ost-West Richtung ausgestattet ist. Bei der Planung war von vorneherein der Einsatz moderner Sägeanlagen vorgesehen.

KASTOcenter mit Regalbediengerät zur Hintereinanderlagerung
Herzstück des neuen Produktionsbetriebes ist ein KASTO Sägezentrum KASTOcenter für Wellen mit Einzelstablager sowie einem Kassettenteil um zu kommissionieren und eine Massenschnitt-Kreissäge zu beschicken. Die hohen Bodenpreise in Japan erfordern eine optimaler Platznutzung, deshalb wurde der Stahlbau mit variabler Höhenteilung ausgelegt. Zusätzlich wurde das Regalbediengerät mit Klappgabeln ausgestattet, mit denen eine Hintereinanderlagerung von Materialien möglich ist. Auf diesem Wege kann eine sehr große Anzahl an Werkstoffen in verschiedensten Qualitäten und Dimensionen untergebracht und vollautomatisch bereitgestellt und gesägt werden. Auch Abschnitte großer und schwerer Wellen lassen sich problemlos mit dem System sägen, denn das neue KASTO-Sägezentrum nimmt Materialstäbe der Durchmesser 30 bis 290 mm auf. Die Materialstäbe sind auf Kragarmen gelagert. Das gesamte Ein-/Auslagerhandling wird mit einem schnellen Regalbediengerät vorgenommen. Seine Lasttraverse ist mit Klappgabeln ausgerüstet und kann sehr flexibel und beidseitig für Handling und Transport von bis zu 6,5 Meter langen Stäben (einzeln) oder von jeweils zwei 3,2 Meter langen Stäben (vorne oder hinten) eingesetzt werden. Selbst größere asymmetrische Lasten stellen für das RBG kein Problem dar. Mit den in vier Gruppen montierten Klappgabeln lassen sich Materialien bis zu 2,5 Tonnen Gewicht vereinzeln und sicher bewegen. Das Regalbediengerät entnimmt die Materialstäbe entsprechend den Aufträgen und transportiert sie an die Schnellwechselstation der vollintegrierten Bandsägemaschine KASTOtec SC 3. Mit dieser Schnellwechselstation ist es möglich, einen Stangenwechsel „Span zu Span“ in 100 Sekunden zu realisieren. Dies bedeutet letztendlich, dass die Säge nicht auf das nachfolgende Material warten muss, was bei konventionellen Maschinen gängige Praxis ist. Die Nebenzeiten werden so auf ein Minimum reduziert. Man kann aufgrund der Erfahrungen von mehreren 100 gelieferten Anlagen belegen, dass eine Säge im Sägezentrum bei Einzel- und Kleinserienfertigung etwa 3 bis 7 konventionelle Sägen sowie das dazu gehörende Bedienpersonal ersetzen kann.

Zukunftsorientierte Sägetechnik: KASTOtec SC 3
Durch die konsequente Weiterentwicklung der Sägetechnik mit der neuen KASTOtec-Baureihe ergeben sich für den Hochleistungsbetrieb mit Hartmetallsägebändern bei geeigneten Auftragsspektren Leistungssteigerungen auf das Doppelte, was auch die Wirtschaftlichkeit hochtechnisierter Sägezentren deutlich steigert.

Um diese Vorteile voll nutzen zu können, ist bei der KASTOtec-Baureihe auf folgende konstruktive und antriebstechnische Merkmale geachtet worden:

• eine sehr robuste und schwingungsoptimiert gebaute Sägeeinheit unter Verwendung des hochdämpfenden Werkstoff Mineralguss
• ein stabiles Getriebe
• eine hohe Antriebsleistung mit einem stufenlos regulierbaren Sägevorschub, der. exakt und temperaturunabhängig einstellbar sowie permanent überwacht ist
• eine beidseitig wirkende Sägeband-Freihubeinrichtung zur Schonung der empfindlichen Hartmetallschneiden beim Rückzug des Bandes
• eine anwendungsgerechte Schnittdaten- und Bediensoftware
• eine Einschnitt- und Austrittsteuerung für den Sägevorschub
• ein Einsägeprogramm für neue Werkzeuge, um das Band optimal auf seinen späteren Hochleistungseinsatz vorzubereiten.

Im Zusammenhang mit der Entwicklung der KASTOtec SC 3 wurde eine Schwachstelle bei der Abschnittentsorgung als Engpass erkannt und konsequent beseitigt. Es galt, die Entsorgung von Scheiben und Wellen von Stückgewichten bis zu 200 Kilo zu rationalisieren und zu automatisieren, um das versandgerechte Bereitstellen der Abschnitte mit deutlich geringerem Arbeitsaufwand zu realisieren.

Außerdem besteht immer mehr Bedarf an markierten Abschnitten, die auch möglichst spänefrei entsorgt werden sollen.

Sortieren, Wenden und Stapeln
Dementsprechend ist die bei Firma Fujita installierte KASTOtec SC 3 mit einer vollautomatischen Sortiereinrichtung ausgestattet, mit der die Scheiben gereinigt, abtransportiert, gewendet, aufeinander gestapelt und palettiert werden. Zielsetzung dabei war, die eigentliche Sägeleistung nicht mit Engpässen bei der Entsorgung auszubremsen und zudem im Sägenumfeld Personal zu sparen.

Für einen zuverlässigen Prozess wird das gesägte Teil während des Schnittes mit einer in der Sortierzange integrierten Spüleinrichtung laufend von Spänen befreit, sodass die Teile nahezu spanfrei die Säge verlassen. Nach dem Schnitt fährt die Zange mit dem Abschnitt längs einer Kulisse zunächst horizontal aus der Säge heraus, überquert einen Bereich, der sich zum Entsorgen von Anschnitten und Reststücken oder Abwerfen von Teilen in einen Behälter öffnen lässt, und schwenkt dann um 90° nach oben. Danach fährt die längs verfahrbare Abfuhrrollenbahn, die sowohl Scheiben in Abschiebeposition aufnehmen als auch Wellen auf den nachfolgend angeordneten beidseitig belegbaren Abfuhrpolder durchfördern kann, in die Übernahmeposition, wo die Scheiben flach abgelegt werden.

Weitere Scheiben können entweder auf den vorhergehenden Abschnittt gestapelt oder exakt daneben gelegt werden. Ist die gewünschte Anzahl von Sägeabschnitten auf der Rollenbahn erreicht, fährt diese die Teile auf den Übergabeplatz. Mit dieser neuen Technik können die Sägeabschnitte Platz sparend nebeneinander, übereinander und hintereinander gestapelt werden, bis die Ablagefläche (Palettengrundfläche minus Rahmen) voll belegt oder der Auftrag beendet ist. Aufgabenspezifisch wird entweder so hoch wie möglich gestapelt oder aber die Fläche wird so gleichmäßig wie möglich mit Sägeabschnitten belegt.

Ein Paletten-Hublift bringt eine Europalette, die meist mit Karton belegt ist, unter das Schiebeblech, auf dem die zu übergebenden Abschnitte bereitgestellt sind. Zum Ausgleich der unvermeidlichen Toleranzen ist die Palette elastisch unterstützt. Das Schiebeblech wird unter dem Material herausgezogen und die Abschnitte vom Schiebeblech auf die Europalette abgestreift. Danach wird die Europalette mit dem Material abgesenkt. Lange wellenförmige Abschnitte oder Einzelstücke können entweder auf der Rückseite dieser Palettenstation auf einen Tisch abgeschoben oder nachfolgend links oder rechts auf ein Ablagepolder transportiert werden.

Behälterkarussell für 10 Europaletten
Für eine optimale, möglichst lange mannlos arbeitende Auftragsfertigung ist es zwingend erforderlich, eine möglichst große Anzahl Europaletten für einen derartigen Palettiervorgang bereitzuhalten. In Längsrichtung der Sägemaschine werden daher Europlatten mit einem umlaufenden Behälterkarussell transportiert, das 10 Plätze aufweist. Die umlaufenden Behälterwagen können mit Gabel-Hubwagen be- und entladen werden, so dass keine Stapler erforderlich ist. Zum Wechsel der Paletten werden sie automatisch und rechnergesteuert in die Übergabeposition gebracht, der Paletten-Hubwagen fährt mit zwei Gabelzinken unter die Europalette, hebt sie an bzw. senk sie ab.

Einlagerstationen: Rationell Kragarm und Kassette beschicken
Rechts neben der vollintegrierten Bandsäge KASTOtec SC 3 für auftragsbezogene Zuschnitte in Einzelfertigung und Kleinserien befindet sich der Einlagerbereich des KASTOcenters mit zwei getrennt ausfahrbaren Einlagerwagen. Dabei ist der eine Wagen mit einem treppenförmigen Kragarm-Gestell versehen, um Einzelstäbe lagerichtig für das Sägezentrum einzulagern . Nach dem Auflegen der Stäbe werden an einem Bedienterminal die Daten des Materials sowie seine Länge eingegeben. Der Wagen fährt in die Anlage und das Regalbediengerät bringt – sofern nicht priorisierte Auslager- oder Umlagerfahrten anstehen – das Material an den gewünschten Lagerplatz.

Neben dem Einlagerwagen für Einzelstäbe befindet sich ein weiterer Einlagerwagen, auf dem Langgut-Kassetten be- und entladen werden können. Diese Langgut-Kassetten sind im rechten Teil des KASTOcenters in einem hierfür vorgesehenen Stahlbau mit an den Kassetten-Stirnenden angeordneten Stützen mit Kragarmen selbst tragend gelagert und bieten – im Gegensatz zur Einzelstablagerung zur Versorgung der vollautomatischen Bandsägemaschine KASTOtec SC 3 – die Volumenlagerung von Vorratsmengen, Großmengen, Bundlagerung oder von Materialien, die nicht für den automatischen Zugriff im eigentlichen Sägezentrum mit Einzelstabzugriff vorgesehen sind. In den Kassetten können sich auch kleinere Abmessungen (kleiner 30 mm) befinden.

Somit ist das Sägezentrum bei der Firma Fujita in zwei Bereiche unterteilt: In den Bereich „Sägezentrum“ mit geordneter Lagerung und Einzelstabzugriff und in einen Teil für Volumenlagerung in Langgut-Kassetten mit folgenden Aufgaben:

• Vorratslager zum Nachladen des vollautomatischen Sägezentrums
• Materiallager zum Kommissionieren ganzer Stäbe
• Materiallager zur Beschickung der Massenschnitt-Kreissägemaschine KASTOspeed C 14

Allein diese Aufstellung zeigt, wie vielfältig und unterschiedlich die Aufgaben sind, die im Stahlhandel der Firma Fujita Shojji Co., Ltd. zu erledigen sind.

Entsprechend den anfallenden Einlagermengen hat die Firma Fujita im Einlagerbereich einen Kettenquerförderer installiert, auf dem die mittels LKW angelieferten Bunde abgeladen, zwischengepuffert und bei Bedarf geöffnet werden, um dann auf kurzem Weg entweder in die Langgutkassette eingelagert oder vereinzelt auf das Einlagergestell für das Sägezentrums-Teil gebracht zu werden. Die gesamte Auslegung des Sägezentrums bei Firma Fujita zielt darauf ab, mit möglichst geringem Personalaufwand sämtliche anfallenden Arbeiten – Einlagern, auftragsbezogen Sägen, Kommissionieren und Mengensägen – erledigen zu können.

Kommissionieren per Drucktaster leicht gemacht
Demzufolge wurde auch in den Kommissionierbereich dieses Sägezentrums investiert, wo das Material auftragsbezogen aus den Kassetten entnommen, gebündelt und dann zum Versand bereitgestellt wird. Um eine möglichst hohe Materialumsatz-Leistung gewährleisten zu können, erfolgt das Kommissionieren an einer Umlauf–Station, die aus zwei Rollenbahnen innerhalb und zwei außerhalb der Regalanlage sowie einer Quer-Umsetz-Einrichtung besteht. Mit dieser komfortablen Stationsausstattung ist es möglich, dass das Regalbediengerät spielzeit-optimiert jeweils eine neue Kassette bringt und eine rückzulagernde Kassette wieder aufnimmt. Außerdem ist der Materialfluss nach Auflegen auf den Zufuhr-Rollengang, Herausfördern aus der Regalanlage, Quertakten auf den Kommissionierplatz, Kommissionieren und wieder Rückfördern in den Bereich der Regalanlage quasi im kontinuierlichen Umlauf gegeben. So steht immer die nächste zu bearbeitende Kassette schon bereit, wenn kommissioniert wird. Dies reduziert die Wartezeiten für den Bediener deutlich.

Das Kommissionieren der Rund- und Vierkant-Materialstangen wurde mit einer Aushubeinrichtung mechanisiert. Die Vereinzelungsstation besteht hierzu aus zwei getrennt anhebbaren, zueinander geneigten Aushubschwertern, die drucktastengesteuert das Material aus der Kassette herausbefördern und in eine auf die Breite des jeweils zu vereinzelnden Materials eingestellte Vorlageebene überführt. Von dort aus wird mit einer zweiten Vereinzelungseinrichtung mit Ladescheiben die gewünschte Anzahl Stäbe aus der Kassette herausgefördert, um sie danach auf einem Kettenförderer zu sammeln, zu umreifen und dann in Richtung Verladebereich zu transportieren.

Auf diesem Wege ist es möglich, mit extrem geringem Personalaufwand die gewünschten Kommissionen schnell und zuverlässig abzuarbeiten und das Ganze direkt mit dem Lager-Verwaltungsrechner zu koordinieren.

Großserienfertigung mit Nachladen aus dem Sägezentrum
Der dritte Aufgabenbereich des KASTOcenter liegt in der vollautomatischen Beschickung einer Massenschnitt-Kreissägemaschine Typ KASTOspeed C 14, mit der bis zu einem Arbeitsbereich von 140 mm Durchmesser vollautomatisch und mannlos Abschnitte bis 300 mm Länge gesägt werden. Zu diesem Zweck ist eine längs verfahrbare Auslagerstation so angeordnet, dass von ihr aus das Lademagazin der schnellen Massenschnitt-Kreissägemaschine direkt bestückt werden kann.

Der Massenschnitt-Sägeautomat KASTOspeed C 14 wird zum reproduzierbar genauen Zuschneiden von Schmiede- und Pressrohlingen, Drehrohlingen, Wellen und sonstigen einsatzfertigen Abschnitten aus Stahl eingesetzt und ermöglicht die Lieferung von großen Mengen Just-in-Time. Die KASTOspeed C 14 arbeitet hierfür mit hartmetallbestückten Einweg-Sägeblättern in Dünnschnitt-Technologie. Auf die individuellen Sägebedingungen abzustimmende Vorschub- und Schnittgeschwindigkeiten sorgen bei kürzesten Taktzeiten für hohe Zerspanungsleistungen und damit für eine maximale Produktivität beim Sägen von Stahl. Durch den integrierten schnellen Materialnachschubwagen und den schnell schaltenden, hydraulisch gedämpften, abhebend wegschwenkbaren Messanschlag wird das Material wiederholgenau präzise gefördert und positioniert, was zu minimalen Handlings –und Vorschubzeiten und im Ergebnis zu einer hohen Ausstoßrate an gleichbleibend präzisen Abschnitten führt.

Lagerverwaltung und Auftragsorganisation: KASTOlvr
Um die unterschiedlichen, doch sehr komplexen Abläufe vollautomatisch zu steuern bedarf es einer hochintelligenten leistungsfähigen Software, die im Lagerverwaltungsrechner KASTOlvr auf aktueller, industriegeeigneter Hardware-Basis eingesetzt wird.

Kennzeichen dieses Lagerverwaltungsrechners ist eine grafische Bedien-Oberfläche im einheitlichen „KASTO - Look and feel“, eine SQL-fähige Datenbank, eine einfache Bedienerführung und umfangreiche Diagnose- und Statistikmöglichkeiten. Über eine Schnittstelle lassen sich die Aufträge zum übergeordneten Warenwirtschaftssystem übertragen und nach Abarbeitung wieder zurückmelden.

Im Fall von Störungen oder Bedienfehlern steht der KASTO-Teleservice zur Verfügung, mit dessen Hilfe die Anlage in Japan direkt von einem Service-Mitarbeiter im badischen Achern aus analysiert, modifiziert und auch gesteuert werden kann.

Zur Lagerverwaltung selbst verfügt der KASTOlvr über Hintergrunddaten in Form von Materialstammdaten und der Lagerplatzverwaltung. Dabei sind die Materialstammdaten wie Abmessung, Qualität, Technologiewerte, Einlagerstrategie, Chargen-Initialisierung und in der Lagerplatzverwaltung Herkunftsort sowie Einzelstablänge hinterlegt.

Ein Sägeauftrag lässt sich durch Abschnittlänge, Stückzahl, Material- und Auftragsnummer eindeutig bestimmen, was zu einer einfachen Auftragsgenerierung führt. Das konsequente “KASTO-Look and Feel“ mit einer ergonomischen Bedienerführung sorgt für einen werkstattgerechten Einsatz. Um den japanischen Bedienern den Betrieb der gesamten Anlage zu erleichtern, wurden die Bildschirmmasken in japanischen Schriftzeichen ausgeführt.

Für die Zukunft gerüstet
Die Firma Fujita Shoji Co, Ltd. hat entsprechend dem Trend der Zeit mit kleiner werdenden Losgrößen und kurzfristiger Kundenbelieferung die Zeichen der Zeit erkannt und folgerichtig schon seit Jahren in hochrationelle Sägeanlagen und Sägezentren investiert, was deutliche Wettbewerbsvorteile durch kurzfristigere, flexiblere und zuverlässigere Belieferung der Kunden bei gleichzeitig erzielbarer Kosten-, Personal- und Flächenreduzierungen ermöglicht. Außerdem lassen sich Produktionsspitzen in der mannlosen Schicht problemlos abarbeiten.

Einen wesentlichen Anteil an der Wirtschaftlichkeit dieses neuen bei Firma Fujtia installierten KASTOcenters hat der Bandsägeautomat KASTOtec SC 3, der eine sehr gute Wirtschaftlichkeit beim auftragsbezogenen Sägen von Abschnitten bietet. Dies einerseits durch die sehr hohen Sägeleistungen unter Nutzung der Hartmetalltechnologie, andererseits auch durch die aufgabenangepasste Sortiertechnik mit Scheibenwenden, Stapeln und Palettieren, sodass die früher manuellen Tätigkeiten für die Entsorgung der Abschnitte nach dem Schnitt vollautomatisch vonstatten gehen.

Das zukunftsweisend mit neuester Steuerungs- und Handlingstechnologie ausgestattete Sägezentrum bei der Firma Fujita Co., Ltd. ist die rationale und rationelle Antwort auf die Forderung nach sehr hoher Flexibilität mit teilweise stundengenauer Anlieferung der Abschnitte.

Mit dieser Technologie ist die Firma Fujita bestens für den zukünftig noch härter werdenden Wettbewerb um Wertschöpfung und Just-in-Time-Belieferung der Stahlhandelsunternehmen gerüstet.

Ansprechpartner

Lieselotte Kamateh

Telefon: +49 (7841) 61 - 180

lieselotte.kamateh@kasto.de