Bahn frei!

Gerade in der Produktion lässt sich durch die richtige Fertigungstechnik Geld sparen. Deshalb schweißt WBN seine modernen Personenwagenbaugruppen auf einer Roboteranlage mit 60 m langem Fahrwerk von Carl Cloos.

06. September 2007

Der Waggonbau hat in der sächsischen Kleinstadt Niesky Tradition. Zu Beginn der industriellen Revolution vor 1900 wurden hier bereits auch Dampfmaschinen gebaut. 1917 begann die Produktion von Schienenfahrzeugen mit Güter-, Post- und Reisezugwagen sowie Straßenbahnen. Zu DDRZeiten spezialisierte man sich auf Güterwagen und Drehgestelle. Nach der Wende wurde der Betrieb als Waggonbau Niesky Teil der DWA-Gruppe und erlebte in den Folgejahren den Verkauf zuletzt an die kanadische Bombardier. »Doch mit unseren Güterwagen waren wir Exoten in diesem Konzern «, erinnert sich Werner Weinhold, zuständig für Fabrikplanung in Niesky. Und so kam es vor zwei Jahren - nach Eintritt des Investors SEAG mbH und des Mitarbeiter e. V. - zum Neustart als eigenständiges Unternehmen. Seitdem geht es mit dem Mittelständler aufwärts.

Auf einer Produktionsfläche von über 36.000 qm arbeiten heute 250 Mitarbeiter und produzieren moderne Güterwaggons und Personenwagenbaugruppen aus Aluminium und Stahl für den europäischen Markt. »Unsere Auftragsbücher sind für die nächsten Jahre gut gefüllt «, freut sich Weinhold. So stehen mehrere hundert Waggons allein für die Deutsche Bahn, die Schweizer Bahn und die Österreichische Bahn im eng gesteckten Produktionsplan. »Darüber hinaus hat sich unsere Kompetenz und Flexibilität in der Branche herumgesprochen, sodass wir außerdem als Zulieferer für andere Waggonbauer arbeiten.« Gerade für diese Aufträge, bei denen hohe Flexibilität gefragt ist, suchten Werner Weinhold und Klaus-Dieter Jeschke ( verantwortliche Schweißaufsichtsperson der WBN) eine leistungsfähige Schweißanlage, um die bis zu 20 m langen Alu-Waggonbaugruppen rationell fertigen zu können. »Da sich bei anderen Herstellern Portalanlagen bewährt hatten, gingen wir auch mit diesen Anforderungen auf die Suche«, so der Fabrikplaner. Doch hoher Preis, lange Lieferzeiten und aufwendige Umbaumaßnahmen in der bestehenden Fertigungshalle waren für WBN nicht akzeptabel. Als Alternative bot sich zunächst eine Roboterschweißanlage mit Bodenverfahreinheit. Aber war das die günstigere Lösung? »Hier kamen wir ins Gespräch mit den Experten von Cloos Schweißtechnik. Die haben uns in kürzester Zeit von einem Konzept überzeugt, bei dem sich der Roboter an einer 60 Meter langen Höhenverfahreinheit entlang bewegt«, erklärt Klaus-Dieter Jeschke. »Da uns die Kundenaufträge im Nacken saßen, haben wir binnen vier Wochen das Projekt entscheidungsreif geplant und Cloos den Auftrag erteilt.«

Problemloser Umbau

Die Höhen-Längsfahrbahn konnte während der laufenden Produktion eingebaut werden, weil sie auf nur neun Stützen seitlich in der großen Fertigungshalle positioniert ist. So mussten lediglich die Stützen in die Halle eingebracht werden, die die 60-m-Fahrbahn tragen. Dadurch entfielen eine Reihe kostspieliger, langwieriger Umbaumaßnahmen und damit verbundene Produktionsstörungen. »So konnten wir unsere Lieferzeiten gegenüber Kunden auch während der Umbauphase einhalten«, so Weinhold. »Ein weiterer Pluspunkt für die Cloos-Lösung ist die bessere Zugänglichkeit der quasi barrierefreien Anlage. In die großen Vorrichtungen unter der oben liegenden Roboterbahn lassen sich die Aluteile für Dach, Boden und Wände der Waggons einfach einlegen.«

Beweglicher durch Acht Achsen

Nur ein gutes halbes Jahr nach der Entscheidung konnte die neue Roboter-Anlage bereits in Betrieb genommen werden. Zwischen der Berliner Cloos- Niederlassung und dem sächsischen Unternehmen gab es einen kontinuierlichen Informationsfluss, sodass zu jeder Zeit kurzfristig auf entstehende Probleme reagiert werden konnte. Auch die Entscheidung, Roboter- und Schweißtechnik aus einer Hand zu beziehen, hat sich bewährt. »Alle Komponenten der Anlage sind sehr gut aufeinander abgestimmt«, so Schweißingenieur Jeschke. An einer 60-m-Höhenfahrbahn bewegen sich zwei »Romat«- Roboter vom Typ 350 längs und 2,5 m quer an je einem Ausleger. Damit arbeitet die Anlage pro Roboter mit sechs internen und zwei externen Achsen und erreicht so alle benötigten Schweißpositionen. Durch den großen Schwenkbereich der sechs Roboterachsen ergibt sich ein kugelförmiger Arbeitsbereich von 3.500 mm. Der Romat ist trotz schlanker und kompakter Bauweise sehr steif ausgelegt. Seine digital gesteuerte Antriebstechnik, die spielfreie Lagerung der sechs Achsen und sein absolutes Wegmesssystem ermöglichen eine exakte und schnelle Positionierung, kürzeste Verfahrzeiten und hohe Bahngenauigkeiten auch bei großen Verfahrgeschwindigkeiten. Die Wiederholgenauigkeit liegt unter 0,1 mm. Im Motor integrierte Haltebremsen arbeiten nach dem Ruhestromprinzip und verhindern auch bei Stromausfall eine ungewollte Bewegung des Roboterarms. Auf einem separaten Wagen fahren pro Roboter parallel die Schweißstromquelle GLC 603 Quinto sowie die beheizte große Abspulvorrichtung für den Schweißdraht mit. Zwei externe Kühlgeräte sorgen für die sichere Kühlung der Schweißbrenner und der beiden CST-Laser, mit der die Online- Nahterkennung und Nahtverfolgung realisiert ist. Jeder Roboter ist mit einer fest installierten Kamera ausgerüstet. Die Sechs-Achsen-Roboter verschweißen im MIG-Prozess die Alustrangpressprofile mit Wandstärken zwischen drei und 10 mm unter reiner Argon- Atmosphäre mit Stumpf- und Kehlnähten. Verwendet wird 1,6 mm Schweißdraht in der Güte SAL 5183, der von 40-kg- Großspulen über das Duo- Drive-System, das für einen sicheren und schlupffreien Drahtablauf sorgt, dem Roboter automatisch zugeführt wird. Durch die Heizung der Großspulabwickelvorrichtung wird der Draht optimal vorgewärmt und Feuchtigkeitsbildung wirkungsvoll ausgeschlossen. Um die Arbeitsluft in der Fertigungshalle nicht zu belasten, verfügt die Anlage über eine Hochvakuum-Brennerabsaugung. »Zurzeit werden Baugruppen für zwei komplette Wagenkästen pro Woche auf der Anlage geschweißt«, sagt Klaus-Dieter Jeschke. Dazu ist die Anlage in Arbeitsbereiche von 2 x 21 m und 1 x 17 m unterteilt. Während in zwei Bereichen geschweißt wird, kann der Bediener an den anderen Stellen neue Teile einlegen oder fertige Teile entnehmen. Dabei kommen pro Teil gut 200 m Schweißnahtlänge zusammen.

Steuerfragen

Den Schaltschrank mit der Robotersteuerung »Rotrol« haben die Cloos-Experten platzsparend unterhalb des Fahrwegs aufgestellt. In Front der Roboteranlage befinden sich eine kompakte Bedienstation sowie das Programmiergerät, über das einzelne Schweißprogramme per Knopfdruck abgerufen werden können und das den Bediener über den 8" großen Touchscreen-Bildschirm aktuell über den Programmablauf der Anlage informiert. »Das gibt uns die nötige Flexibilität, auf die sehr unterschiedlichen Kunden einfach reagieren zu können«, resümiert Fabrikplaner Werner Weinhold, der sich jeden Tag über die mutige Entscheidung für die einzigartige Roboteranlage freuen kann. »Schließlich stimmen Fertigungsqualität, Preis und Zuverlässigkeit.«

Walter Lutz

Erschienen in Ausgabe: 06/2007