"Familiärer Roboter"

Schweißrobotereinsatz in einem schwäbischen Familienbetrieb

Schweißen gehört zu den Paradedisziplinen von sechsachsigen Industrierobotern. Zu Tausenden arbeiten sie rund um die Uhr in der Automobilindustrie. Doch noch immer ist ihre Verbreitung in klein- und mittelständischen Betrieben relativ gering. Dabei kann die Robotik gerade hier zu wahren Quantensprüngen in puncto Flexibilität, Qualität und Kapazitätserweiterung führen wie der Einsatz einer Schweißroboterzelle bei einem schwäbischen Anlagenbauer zeigt.

07. Januar 2004

Ruez, Bad-Schussenried, hat sich auf dem Gebiet des Anlagenbaus einen Namen gemacht. Das 65 Mann starke Familienunternehmen produziert Ver- und Entsorgungsanlagen sowie Förder- und Filteranlagen mit sehr hohem Eigenfertigungsanteil. Zu den Kunden zählen auch renommierte Adressen aus der Automobil- und Zulieferindustrie. Wer sich in diesem Kreis zu den Top-Lieferanten zählen darf, muß auch Top-Qualität bieten und das bei kürzesten Lieferzeiten. Keine leichte Aufgabe, wie Juniorchef Stefan Wilkes weiß: „Wenn wir einen Großauftrag aus der Automobilindustrie mit engem Liefertermin bekommen, ist bei einer Belegschaft von 65 Mann Flexibilität gefragt. Dann laufen unsere modernen Produktionsanlagen, wie Laserschneidmaschinen und CNC-Fertigungsmaschinen auf Hochtouren. Auch die Mitarbeiter engagieren sich, wechseln in den Zwei-Schichtbetrieb und geben ihr Bestes. Ein Engpaß bestand trotz allem: zeitaufwendige Schweißarbeiten.“

„Wir wollten eine Komplettlösung“

Auf der Suche nach einer geeigneten Lösung boten sich zwei Alternativen: entweder die Investition in einen Schweißautomaten oder gleich in eine Roboterzelle. Als sich die Ruez-Verantwortlichen auf Messen informierten, kristallisierte sich die Roboterlösung schnell als Favorit heraus. Vor allem in punkto Flexibilität konnte die Robotik eindeutige Vorteile gegenüber Schweißautomaten verbuchen. Außerdem war man von der überschaubaren Investitionssumme für eine Schweißroboterzelle angetan. Jetzt galt es, eine geeignete Roboterzelle zu finden. Ein wesentlicher Aspekt bei der Entscheidungsfindung war, daß Robotertechnik und Schweißtechnik aus einer Hand kommen sollten. „Wir wollten eine Komplettlösung mit einem Gesamtverantwortlichen für die Anlage“, so Stefan Wilkes. So führte der Weg zu Cloos Schweißtechnik. Die Schweißtechnik-Spezialisten aus Haiger nahmen sich der Aufgabenstellung von Ruez an und entwarfen ein Gesamtpaket, das wie maßgeschneidert den Anforderungen des Anwenders entsprach. „Cloos Schweißtechnik erfüllte unsere Wünsche als einziger Hersteller zu hundert Prozent. Die Qualität der Anlage sprach für sich, der Preis paßte, eine Vor-Ort-Betreuung durch eine Cloos-Vertretung war sichergestellt und die gesamte Anlage stammt angefangen vom Roboter über Steuerung und Sensorik bis hin zu Drehtischen und Schweißstromquellen aus einer Hand“, begründet Stefan Wilkes die Entscheidung pro Cloos.

Die Anlage im Detail

Bei der Ruez-Anlage handelt es sich um eine der sogenannten Roboter-Kompaktanlagen aus dem Cloos-Baukasten mit einer Standfläche von vier mal vier Metern. Herzstück der Anlage ist ein sechsachsiger Cloos-Knickarmroboter „Romat 310“ mitsamt der hauseigenen Steuerung „Rotrol II“. Zu den weiteren Komponenten aus dem Modul-Baukasten gehören zwei frei programmierbare Drehtische mit Gegenlager, V-förmig angeordnet zum zeitgleichen manuellen Bestücken/Entnehmen auf der einen Seite und Roboterschweißen auf der anderen Seite, sowie die bekannte leistungsprogrammierte Impulsschweißtechnik „MC 3“ mit tachogeregeltem Drahtantrieb; ein integrierter Lichtbogensensor zur Schweißnahtverfolgung und taktiler Gasdüsensensor zur Vermessung der Bauteilposition vervollständigen zusammen mit der Sicherheitstechnik die Komplettausstattung. Weitere sinnvolle Features sind die automatische Reinigung des Schweißbrenners durch Druckluftausblasen und die Station, an der der Brenner mechanisch nach programmierten Intervallen gereinigt wird. Dennoch handelt es sich bei dieser Anlage nicht um eine schlüsselfertige Zelle, sondern um eine Kompaktanlage.

Die Vorzeichen für ein erfolgreiches Roboterschweißen mit der neuen Kompaktanlage im Hause Ruez, das zeigte sich schnell beim Blick auf das Teilespektrum, standen gut. Die Teile, überwiegend Scharnierbänder, Mitnehmer und sonstige Komponenten für die eigenen Anlagen, sind überaus „robotertauglich“ vorgefertigt. Wilkes: „Die hochpräzise Vorfertigung bei uns im Hause mit modernsten Laserschneidanlagen und CNC-Schneidmaschinen hat sich für das Roboterschweißen als großer Vorteil herausgestellt. Die Abweichungen der Teile betragen maximal 1/10 Millimeter, Verzunderungen oder sonstige den automatisierten Schweißprozeß beeinträchtigende Eigenschaften treten nicht auf. Diese optimalen Voraussetzungen wirken sich recht positiv auf Durchsatz und Qualität der Schweißungen aus.“

Variantenreichtum und geringe Losgrößen

Einziger Wermutstropfen für das MAG-Roboterschweißen: beinahe unzählige Varianten und einhergehend geringe Losgrößen, schwankend von ein paar Dutzend bis hin zu 500 Stück. „Zuerst dachten wir, der Programmieraufwand könnte bei geringen Losgrößen der limitierende Faktor sein. Aber das Programmieren der Anlage über & pos;Teach-in& pos; ist anwenderfreundlich und schnell zu bewerkstelligen. Knackpunkt sind eher die Vorrichtungen, die die Teile fürs Roboterschweißen aufnehmen und die wir in Eigenregie bauen. Hier gilt es möglichst einfache Lösungen zu finden, die ohne großen Aufwand herzustellen sind“, so Ruez-Betriebsleiter Wolfgang Heinl aus mittlerweile knapp eineinhalb Jahren Erfahrung mit der Robotik.

In dieser Zeit hat man viel dazugelernt im idyllischen Bad Schussenried. Die Stillstandzeiten beim Roboterschweißen konnten aufgrund der gesammelten Erfahrungen erheblich minimiert werden. Heute werden die Arbeitsinhalte so festgelegt, daß der Rüst- oder Entnahmeaufwand des Bedieners an Drehtisch eins in etwa dem Zeitaufwand für das Roboterschweißen an Drehtisch zwei entspricht. So wird auf der einen Seite entnommen oder bestückt, während der Roboter auf der anderen Seite produziert. „Um bei unserem bunten Teilespektrum mit den stark schwankenden Losgrößen lange Stillstandszeiten zu vermeiden, bedurfte es einiger Erfahrung. Heute haben wir dies aber im Griff“, so Heinl.

Stimmiges Output und Qualität

Die erzielten Geschwindigkeiten beim MAG-Impulsschweißen - geschweißt werden überwiegend Teile aus Baustahl ST 37, gelegentlich aber auch Edelstahl - sind so unterschiedlich wie das Teilespektrum selbst. Den Vergleich manuelles zu automatisiertem Schweißen kann der Roboter klar für sich entscheiden. Warum erklärt Wolfgang Heinl: „Die reinen Schweißzeiten sind bei uns identisch, nur kennt der Roboter keine Pausen, keine Überanstrengung und keine Formschwankungen. Die Maschine schweißt bei Bedarf einfach rund um die Uhr, damit werden die Schweißzeiten für uns exakt kalkulierbar. Mit der Roboteranlage konnten wir den Kapazitätsengpaß Schweißen eliminieren und das bei erstklassigen Ergebnissen in punkto Qualität.“

Hohe Akzeptanz bei den Mitarbeitern

Die hohe Qualität der Schweißungen führt zu einigen positiven Folgeerscheinungen, was Geschäftsführer Stefan Wilkes begeistert: „Sicherlich sind perfekte Schweißnähte als Folge eines beherrschten Prozesses per se etwas wünschenswertes. Was mich aber noch mehr begeistert, ist die Tatsache, daß durch die hohe Qualität der Roboterschweißungen Reklamationen auf null zurückgegangen sind. Wir hatten schon beim manuellen Schweißen aufgrund unserer qualifizierten Facharbeiter kaum Reklamationen, heute haben wir gar keine mehr.“ Auch der Montageaufwand beim Zusammenbau von Anlagen sei aufgrund der hundertprozent paßgenauen Teile erheblich geringer. Ausricht- und Anpaßarbeiten fielen heute kaum noch an.

Probleme mit der Anlage kannte man bei Ruez von Anfang an nicht. Die qualifizierten Mitarbeiter des Unternehmens konnten nach kurzer Schulung bei Cloos in Haiger die Roboteranlage schnell bedienen. „Unsere Mitarbeiter sind den Umgang mit moderner Technik wie Laserschneidanlagen gewohnt, da war es zur Bedienung der Roboteranlage nur ein kleiner Schritt“, so Wolfgang Heinl. „Ich hätte selbst nicht geglaubt, wie einfach der Roboter zu bedienen ist und vor allem nicht, wie störungsfrei eine solche Anlage laufen kann. Wir erreichen eine nahezu hundertprozentige Verfügbarkeit. Anlagenstillstände gibt es praktisch nie.“

Ein Grund für die positiven Erfahrungen im Hause Ruez mit der Robotik liegt nicht zuletzt in der Akzeptanz dieser Technologie bei den Mitarbeitern. Jedermann ist hier an der Robotik interessiert und nutzt gerne die Chance, sich weiterzuqualifizieren. Die Arbeit mit dem Roboter sei interessant und mache den Job noch abwechslungsreicher, so die Meinung der Mitarbeiter. So ist es nicht verwunderlich, daß Stefan Wilkes mit seiner Robteranlage rundum zufrieden ist: „Die Mitarbeiter kommen mit der Anlage bestens zurecht, Output und Qualität stimmen, unser Engpaß Schweißen ist beseitigt und all das bei maximaler Flexibilität. Und im Notfall können wir uns auf den Support durch die Cloos-Vertretung vor Ort und durch Cloos in Haiger hundertprozentig verlassen. Was will man mehr.“

Den Einstieg in die Robotik sieht Firmenchef Wilkes denn auch als ein kleines Stück Zukunftssicherung, denn die Anforderungen an die Qualität würden permanent höher und seien wohl auf Dauer nur noch mit automatisierten Anlagen sicherzustellen. Ein Grund dafür, warum man in Bad Schussenried bereits laut über die Investition in eine zweite Roboteranlage nachdenkt.

Erschienen in Ausgabe: 11/2003