Eine Schaltschrank-Fertigungslinie verbindet Abhaspeln, Richten, Laserschneiden oder Stanznibbeln, Schwenkbiegen und Stapeln zu einem einzigen kontrollierten Materialfluss. Für einen 1,5 mm kaltgewalzten Verteilerschrank sollten Sie mit rund 3,5 Minuten Linienzeit pro Schrankgehäuse, drei bis vier Bedienern pro Schicht statt neun oder zehn und 35 bis 45 Metern Hallenlänge einschließlich Puffer rechnen.

Die sechs Stationen – und welche Sie überspringen können

Die meisten Schaltschrankhersteller benötigen nicht alle sechs. Die Reihenfolge ist wichtiger als die Anzahl.
Abhaspeln. Der Haspelabwickler wickelt den Bandcoil ab und stellt ein synchrones Materialgleichgewicht mit dem Richtwerk her. STON’s Haspelkörper und -sockel sind geschweißte Konstruktionen, die einer Warmalterungsbehandlung unterzogen wurden. Die Coilkapazität beträgt ≤10 T.
Richten. Richtwalzen aus 40Cr, mit Pendel- oder Nadellagern an den Arbeitswalzen. Die angegebene Richtgenauigkeit beträgt ±1 mm/m², bei einer Diagonalgenauigkeit von ≤1 mm/2000 mm. Diese Station ist es, die die Coilzuführung überhaupt erst praktikabel macht — ein nicht gerichteter Zuschnitt hält den Biegewinkel an einer Schwenkbiegemaschine nicht.
Laserschneiden. Faserlaser, 1 kW bis 6 kW, mit Schneidparameter-Datenbank und Parameteranpassung in Echtzeit während des Schnitts. Das ist Ihre Zuschnittstation für Schranktüren, Seitenwände und Rückwände mit Ausschnitten.

Revolverstanzen. Die Station, die sich bezahlt macht, wenn Ihre Teile Lüftungsschlitze, Sicken, Prägungen oder eine hohe Anzahl an Bohrungen aufweisen. Stanzen, Beschneiden, Umformen, Lüftungsschlitze einbringen und Sicken pressen auf einem Revolver.
Biegen. Eine CNC-Biegemaschine für Paneele führt Biegungen in mehreren Winkeln an einem Paneel in einer Aufspannung aus, mit Winkelkompensation und Programmwechsel zwischen den Produkten.
Stapeln und optional Schweißen. Optional lässt sich eine Roboterschweißzelle mit Positionierer, Spannvorrichtungen und Nahtverfolgung anbinden, die den Schrankkörper stumpf-, kehl- und punktschweißt.
Für ein Schrankwerk, das überwiegend eine dominierende SKU-Familie fertigt, bilden die Stationen 1, 2, 3 und 5 die minimal tragfähige Linie. Verzichtet man auf die Revolverstanze, entfallen die Lüftungsschlitze. Verzichtet man auf die Richtmaschine, verliert man die Biegekonsistenz – ein Kompromiss, der sich nachgelagert nicht mehr ausgleichen lässt.

Ein durchgerechnetes Layout: Verteilerschrank 1.800 × 800 × 600 mm, 1,5 mm CRS

Nehmen wir ein Standard-Niederspannungsverteilergehäuse. Acht Blechteile pro Korpus: zwei Seitenwände (1.800 × 600), Rückwand (1.800 × 800), Tür (1.800 × 800), Deckel und Boden (je 800 × 600) sowie eine Montageplatte (1.600 × 700).
Die Nettozuschnittfläche beträgt etwa 7,12 m² pro Schaltschrank. Bei 11,775 kg/m² für 1,5-mm-Stahl entspricht das 84 kg Fertigmaterial pro Gehäuse.
Das Coil-Nesting auf einem 1.500-mm-Band ermöglicht es, die beiden 600-mm-Seitenteile zweifach und die 800-mm-Teile einfach nebeneinander anzuordnen, wobei der verbleibende Platz durch Kleinteile genutzt wird. Bei einer Ausnutzung von 88% beträgt der Bruttoverbrauch 8,09 m² bzw. 95 kg pro Schaltschrank. Eine 10-Tonnen-Coil reicht daher für ungefähr 105 Schaltschrankgehäuse.
Vergleicht man dies mit dem tafelförmigen Zuschnitt aus 1.250 × 2.500 mm großen Blechen, bei dem ein gemischtes Schaltschrank-Nesting realistisch eine Ausnutzung von etwa 78% erreicht, steigt der Bruttoverbrauch auf 9,13 m² und 107,5 kg. Der Unterschied beträgt 12,2 kg pro Schaltschrank, also etwa 11%. Bei 25.000 Schaltschränken pro Jahr entspricht das 305 Tonnen Stahl. Niemand in den SERP veröffentlicht diese Zahl, und sie ist häufig größer als die Arbeitskosteneinsparung.

Linienablauf und veröffentlichte Stellflächen

Die Längen von Abwickler, Richtmaschine und Stapler richten sich nach Coilgewicht, angestrebter Richtgenauigkeit und Puffergröße; sie werden in der Projekt-Layoutzeichnung angegeben und nicht in den Standard-Produkttabellen. Allein die drei veröffentlichten Maschinengrundflächen ergeben zusammen eine Länge von rund 15 m. Rechnet man Coilhandling, Richten, Zwischenpuffer und Stapeln hinzu, sind 35 bis 45 m Gesamtlinienlänge der Planungswert, den Sie einplanen sollten. Prüfen Sie dies anhand der Layoutzeichnung, bevor die Fundamente gegossen werden.
Die Arbeitshöhe über den gesamten Coil-Bereich beträgt +800 mm, was die Höhen Ihrer Bedienerbühne und Puffertische festlegt.
Eine Layout-Entscheidung, die zu spät getroffen wird: ob Laser und Revolverstanze in Reihe in einem Fluss angeordnet sind oder in parallelen Zweigen, die aus einem gemeinsamen Puffer gespeist werden. Die Reihenanordnung ist einfacher zu steuern und günstiger. Parallel ist die richtige Wahl, wenn sich Ihr Teilespektrum in “hohe Lochanzahl, einfache Außenkontur” und “komplexe Außenkontur, wenige Löcher” aufteilt – eine Aufteilung, die auf die meisten Schrankfertigungen zutrifft, die sowohl Korpusse als auch belüftete Türen produzieren.

Stationsspezifikationen zum Abgleich mit Ihren eigenen Zeichnungen

Dieser Abschnitt ist für Ihren Verfahrensingenieur gedacht.
Coil- und Materialbereich (Abwickel-, Richt- und Laserschneidanlage)

Die technische Parametertabelle von STON gibt 1.000–1.500 mm an; die Produktübersicht des Unternehmens gibt 200–1.500 mm an. Beide Angaben werden hier wiedergegeben. Bestätigen Sie den Coilbreitenbereich für Ihre spezifische Konfiguration vor der endgültigen Schachtelplanung mit dem Engineering-Team von STON. ⁽³⁾ Die Linienparametertabelle gibt φ508–630 mm an; die Produktübersicht gibt Ø470–630 mm an. Gleichen Sie dies mit der Dornspezifikation Ihres Coil-Lieferanten ab.

CNC-Schwenkbiegemaschine, Bauart mit Pressarm

Modellbezeichnungen erscheinen in den Produkttabellen als A / A+ / B / B+ / C / D / D+ und auf der offiziellen Produktseite als A2 / B2 / C2 / D2 / F2. Eine maximale Biegelänge von 4.100 mm wird in Unternehmensübersichten ebenfalls genannt, während in der Modelltabelle 2.800 mm angegeben sind. Außerdem findet sich dort eine Genauigkeitsangabe von ±0,01 mm, gegenüber der Maßgenauigkeit von ±0,1 mm/m in derselben Tabelle. Behandeln Sie die Modelltabelle als maßgeblich und fordern Sie in Ihrem Angebot eine schriftliche Bestätigung der Serienbezeichnung, der maximalen Länge und der Grundlage der Genauigkeitsangabe an.

Für das Seitenblech mit 1.800 × 600 mm in diesem Beispiel deckt C (2000) den erforderlichen Arbeitsbereich ab. Der geschweißte Rahmen ist bei voller Biegung für CR 1,5 mm ausgelegt, womit ein 1,5 mm starkes Schrankblech genau an der Obergrenze liegt. Spezifizieren Sie stattdessen den Gussrahmen. Der zusätzliche Spielraum kostet im Angebot Geld und spart über fünf Jahre hinweg Kosten durch eine höhere Werkzeug- und Winkelstabilität.

Revolverstanze, Servo der SF-Serie

Maximale Revolverdrehzahl 40 U/min; Bearbeitungsgenauigkeit ±0,1 mm; maximale Belastung 150 kg; kombinierte Leistungsaufnahme etwa 3–5 kW; Luftdruck 0,55 MPa; 380 V ±5%; Außenabmessungen 5.200 × 5.000/5.500/6.500 × 2.230 mm. Die Tischkonstruktion besteht aus einer Kombination aus Bürsten und omnidirektionalen Stahlkugeln. Dieses Detail bestimmt die Kratzrate bei vorlackierten oder gebürsteten Edelstahlfronten von Schaltschränken.
Die mechanische JT-Serie erreicht eine Revolverdrehzahl von 30 U/min bei einer kombinierten Leistungsaufnahme von ≤2 kW. Weniger Energie, weniger Flexibilität.
Wenn Ihr Teilespektrum tatsächlich sowohl Stanzen als auch Konturschneiden am selben Werkstück in einer einzigen Aufspannung erfordert, übernimmt die kombinierte SFL-Stanz-Lasermaschine diese Aufgabe: Stanzkraft 300/400 kN (30/40 t), geschlossener Rahmen in “O”-Bauform, X-Achse 2.500 mm in einer Position und bis zu 5.000 mm mit sekundärer Positionierung, Y-Achse 1.250/1.500 mm, 405 Hübe/Minute bei 5 mm Schrittweite sowie eine Werkzeuganordnung mit 16A, 11B, 3C und 2D, einschließlich 1B- und 1C-Drehstationen. STON gibt an, dass sie etwa 40% weniger Platz benötigt als eine separate Stanzpresse plus Laserschneider und die Zeit für Handhabung, erneutes Einspannen und Neuausrichtung zwischen den beiden Maschinen eliminiert.

Zykluszeit: Der Engpass liegt nicht dort, wo Käufer ihn erwarten

Die Station, die eine Schaltschranklinie begrenzt, ist fast nie die Stanzpresse. Es handelt sich entweder um den Laser oder die Abkantpresse, und welche davon den Engpass bildet, hängt in Ihrer konkreten Teilefamilie vom Verhältnis der Lochanzahl zur Anzahl der Biegungen ab.
Hier ist das Modell für den oben beschriebenen achtteiligen Schaltschrankkorpus. Jede Annahme ist gekennzeichnet.
Laserstation. Schnittweg pro Schaltschrank-Satz: Die Außenkonturen der Zuschnitte summieren sich auf etwa 30,2 m; Innenmerkmale (Ausschnitte für DIN-Schienen, Befestigungsbohrungen, Kabeleinführungen und Belüftung) kommen auf ungefähr 12 m hinzu; gemeinsame Kanten beim Verschachteln im Coil-Material sparen etwa 4 m ein. Netto ≈ 38 m.

Annahme: Die effektive Schnittgeschwindigkeit für 1,5 mm kaltgewalzten Stahl bei 3 kW liegt unter normalen Parametern im Bereich von 12–20 m/min. Für die Planung werden 15 m/min angesetzt: 2,53 min Schnittzeit. Hinzu kommen 25% für Einstechen, Eilgang und Indexieren: ≈ 3,2 min pro Schranksatz. Überprüfen Sie dies anhand der mit der Maschine gelieferten Schnittparameterdatenbank, nicht anhand dieses Artikels.

Revolverstation. Ungefähr 180 Hübe pro Schranksatz für Befestigungsbohrungen, Lüftungsschlitze und Ausschnitte.
Annahme: 200–300 effektive Hübe/min einschließlich Achsbewegungen. Das ergibt 36–54 s Stanzzeit zuzüglich Blechhandhabung. ≈ 1,2 min pro Schranksatz. Diese Station verfügt in diesem Beispiel über freie Kapazität. Sie wird in dem Moment zum Engpass, in dem Sie eine belüftete Tür mit Lüftungsschlitzen hinzufügen: 800 Lüftungsschlitze treiben die Zeit derselben Station auf über 4 Minuten.
Biegestation. Ungefähr 36 Biegezyklen pro Schranksatz (vier Kanten mit Rückbiegeflanschen an den beiden Seiten, der Rückwand und der Tür; einfache Flansche oben, unten und an der Montageplatte).

Annahme: 2,5–3,5 s pro Biegezyklus einschließlich der Neupositionierung der Achsen sowie 8–12 s pro Teil für das Be- und Entladen mit Traversen- oder Roboterhandhabung. Das ergibt 90–126 s Biegezeit plus 64–96 s Handhabungszeit. ≈ 2,6–3,7 min pro Schranksatz. Die Tabellen von STON geben 15 Servoachsen und den Bereich von 0–180° an, jedoch keine Zykluszeit pro Biegung. Fordern Sie eine simulierte Zykluszeit auf Grundlage Ihrer eigenen DXF-Dateien an, bevor Sie sich auf eine Durchsatzangabe festlegen.

Linienausstoß. Der Engpass von 3,2–3,5 Min. ergibt theoretisch 17–18 Schranksätze pro Stunde. Bei einer Verfügbarkeit von 85%, was die realistische Planungsgröße ist, wenn man Coilwechsel, Programmwechsel, Düsen- und Linsenwartung sowie Werkzeugwechsel berücksichtigt, liegt der Ausstoß bei 14–15 Sätzen pro Stunde bzw. 115–120 Schrankgehäusen pro 8-Stunden-Schicht.
Bei Einschichtbetrieb, 250 Arbeitstagen: etwa 28.750 Gehäuse pro Jahr. Bei Zweischichtbetrieb: 57.500.
Ein Hinweis dazu, wie sich das von den Marktangaben unterscheidet. Im Vergleich zur europäischen Anlagenbauer-Kategorie, die typischerweise eine einzelne Kennzahl wie Sekunden pro Teil oder Produkte pro Minute bewirbt, ist die obige Zahl bewusst aus Stationszykluszeiten multipliziert mit einem Verfügbarkeitsfaktor aufgebaut. Eine Kennzahl von sechs Sekunden beschreibt eine Station, die ein Teil unter idealen Bedingungen fertigt. Das ist keine Linienrate, und wenn Sie diese Zahl Ihrem Vorstand als Kapazitätsplan präsentieren, kostet Sie das Glaubwürdigkeit, sobald die Anlage in Betrieb geht.

Eine achtstufige Bewertungssequenz

1. Legen Sie die Teilefamilie fest. Wählen Sie die drei Gehäuse-SKUs aus, die 60%+ des Volumens ausmachen. Exportieren Sie DXF-Dateien. Alles Nachfolgende wird daraus berechnet, nicht aus einer Kategoriebeschreibung.
2. Zählen Sie Biegungen und Treffer pro Teil. Nicht pro Gehäuse. Pro Teil, denn so wird der Stationsausgleich berechnet.
3. Nesten Sie mit Ihren tatsächlichen Coilbreiten. Bitten Sie den Lieferanten um eine Nesting-Ausgabe für Ihre Breiten und lassen Sie sich den Ausnutzungsgrad schriftlich bestätigen.
4. Fordern Sie anhand Ihrer DXF-Dateien eine simulierte Zykluszeit pro Station an, wobei der Verfügbarkeitsfaktor getrennt vom theoretischen Zyklus angegeben wird.
5. Klärung der Spezifikationskonflikte vor Vertragsabschluss: Coilbreitenbereich, Innendurchmesser der Coil, Bezeichnung der Panel-Bender-Serie, maximale Biegelänge und Grundlage der Genauigkeitsangabe. Lassen Sie sich für jeden Parameter eine einzige, unterzeichnete Zahl geben.
6. Überprüfen Sie die Versorgungslücken: installierte kVA, Luftdurchsatz bei Betriebsdruck, Höhe des Kranhakens, Bodenbelastung und Ablauf für das Kühlaggregat.
7. Prüfen Sie die Fertigungsgrundlage des Angebots. Fragen Sie, welche Komponenten im eigenen Werk gefertigt und welche zugekauft werden. STON führt Gießen, Wärmebehandlung, Bearbeitung, Schweißen, Montage und Prüfung in einem 20.000 ㎡ großen Werk selbst durch, mit einer veröffentlichten Montagegenauigkeit von ±0,05 mm, und verfügt neben der ISO-9001-Zertifizierung über die Auszeichnungen “Gazelle Enterprise” und “Specialized and Innovative Enterprise” der Provinz Shandong. Ein Handelsunternehmen kann diese Frage nicht beantworten, was sie zu einem nützlichen Auswahlkriterium macht.
8. Die Schulungs- und Ersatzteilbedingungen festlegen. Benannte Schulungsteilnehmer, Stunden, Ort, Ersatzteilliste mit Lieferzeiten, Umfang des Fernsupports.

Sicherheits- und CE-Dokumentation für eine verkettete Linie

Eine Produktionslinie ist keine Maschine. Gemäß der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG werden verkettete Maschinen, die als funktionale Einheit auf dem EU-Markt bereitgestellt werden, als Gesamtheit von Maschinen betrachtet. Das bedeutet, dass die installierte Linie eine eigene Risikobeurteilung, eine technische Dokumentation und eine Konformitätserklärung benötigt und nicht lediglich einen Ordner mit CE-Zertifikaten für einzelne Stationen. Die Verordnung (EU) 2023/1230 regelt nun das Inverkehrbringen neuer Maschinen.
Fordern Sie insbesondere Folgendes an:

1. Risikobeurteilung für die Gesamtheit, durchgeführt nach EN ISO 12100, die die Schnittstellen zwischen den Stationen abdeckt und nicht jede Station isoliert betrachtet
2. Performance Level des sicherheitsbezogenen Steuerungssystems nach EN ISO 13849-1, mit Angabe von PL und Kategorie für jede Sicherheitsfunktion, einschließlich der stationsübergreifenden Weitergabe des Linienstopps
3. Sofern eine Abkantpresse in der Linie oder unmittelbar daneben steht, Konformität mit EN 12622 und EN ISO 16092
4. Zeichnungen der Schutzeinrichtungen und Verriegelungen für den Coil-Bereich, in dem die energiereichsten Gefährdungen auftreten
5. Dokumentation in der Arbeitssprache Ihrer Bediener – von der Richtlinie gefordert und häufiger übersehen als jeder andere Punkt.

STON‘s Maschinen sind ISO- und CE-zertifiziert und verfügen über Sicherheitstechnik wie Laserschutzeinrichtungen mit Echtzeit-Bereichsüberwachung und Sofortstopp, Überlastschutz am mechanischen Revolver sowie eine vollständig geschlossene rückseitige Verschalung an den flexiblen Kantbiegemaschinen. Die Zertifizierung der einzelnen Maschine ist nur der Anfang. Was Ihr Gewerbeaufsichtsbeamter verlangen wird, ist die Dokumentation für die Gesamtanlage.

FAQ

F: Welchen Durchsatz sollte ich meinen Kunden nach der Installation einer Schaltschrankfertigungslinie realistisch zusagen?

A: Nehmen Sie den Taktzyklus der Engpassstation, multiplizieren Sie ihn mit einer Verfügbarkeit von 0,85 und wenden Sie in den ersten sechs Monaten zusätzlich den Faktor 0,9 an, während Ihre Programmierer die Parameterbibliothek aufbauen. Für das Beispiel des 1,5-mm-Verteilerschranks bedeutet das, im ersten Jahr 100–105 Gehäuse pro Schicht zuzusagen – gegenüber theoretisch 17–18 Stück pro Stunde.

F: Kann eine Linie sowohl 0,8 mm verzinkten Stahl als auch 2,0 mm kaltgewalzten Stahl verarbeiten?

A: Innerhalb des angegebenen Bereichs von 0,5–2,0 mm ja, aber nicht ohne Folgen. Richtwalzeneinstellungen, Schneidparameter und Biegekompensation ändern sich jeweils, daher sollte jede Blechdicke als eigenes Setup mit eigener Umrüstzeit behandelt werden. Bei 2,0 mm kaltgewalztem Stahl auf der Schwenkbiegemaschine benötigen Sie den Gussrahmen; der geschweißte Rahmen ist bei vollem Biegewinkel für CR 1,5 mm ausgelegt. Edelstahl ist auf der Coil-Linie auf 1,5 mm begrenzt und auf der Schwenkbiegemaschine mit Gussrahmen bei vollem Biegewinkel auf SS 1,2 mm.

F: Wie viel Stellfläche muss ich einplanen?

A: Die drei veröffentlichten Maschinen-Stellflächen in einer typischen Schaltschrankkonfiguration ergeben zusammen etwa 15 m Länge. Reservieren Sie 35–45 m Linienlänge und 6–8 m Breite, um Coilhandling, Nivellierung, Zwischenstationspuffer, Stapelung und Wartungszugang unterzubringen. Maßgebend ist die Layoutzeichnung; betrachten Sie dies als die Fläche, die Sie bei Ihrem Vermieter anfragen, nicht als die Fläche, für die Sie bauen.

F: Was kostet eine Schaltschrank-Fertigungslinie?

A: Das erfolgt auf Angebotsbasis. Die Installationskosten variieren je nach Laserleistung (1–6 kW), Coilbreite, Schwenkbiegemaschinenmodell und Rahmentyp, Revolverserie sowie dem Automatisierungsgrad von Be- und Entladung. Verlassen Sie sich nicht auf eine Preisspanne von irgendeiner Website, sondern nutzen Sie die Capex-Amortisationsrechnung aus diesem Artikel: Je US$100.000 an Installationskosten kommen bei 25.000 Gehäusen pro Jahr über sieben Jahre etwa US$0,57 pro Schaltschrank hinzu. Das verwandelt ein Angebot in eine Stückkostenzahl, die Sie belegen können.

F: Ist eine Kombimaschine aus Stanze und Laser ein Ersatz für separate Stationen?

A: Sie ist dann ein Ersatz, wenn Ihre Teile sowohl Stanzen als auch Konturschneiden in einer Aufspannung benötigen und Ihr Volumen zwei Maschinen nicht rechtfertigt. STONs SFL benötigt nach Herstellerangaben etwa 40% weniger Stellfläche als eine separate Kombination aus Stanzpresse und Laserschneider, wobei die Handling- und Neuausrichtungszeit zwischen den beiden Stationen entfällt. Bei hohem Volumen für eine der beiden Funktionen einzeln betrachtet ist sie kein Ersatz, da sich beide Funktionen ein Portal und einen Aufspannzyklus teilen.

F: Wie lange dauert es vom Vertragsabschluss bis zur Produktion?

A: Fragen Sie nach vier separaten Zahlen statt nach einer einzigen: Fertigung, Versand, Installation und Inbetriebnahme sowie Hochlauf auf die Nennleistung. Die vierte Zahl wird am häufigsten weggelassen, und sie ist diejenige, die bestimmt, wann Sie Aufträge gegen die neue Kapazität annehmen können.

F: Was passiert mit meinen vorhandenen Abkantpressen?

A: Behalten Sie mindestens eine. Rahmen, Grundschienen, schwere Halterungen und alles außerhalb der 2,0-mm-Coil-Hülle gehören weiterhin auf eine Abkantpresse, und eine Maschine im Bereich von 100 T/3200 mm bis 320 T/4100 mm deckt den Rest ab. Fabriken, die am ersten Tag alle ihre Abkantpressen verkaufen, kaufen tendenziell innerhalb von achtzehn Monaten wieder eine.