Fertigung gibt Vollgas

Cloos, Halle 17, Stand A14: Seit einigen Wochen sorgt im Siemens-Gasturbinenwerk in Berlin ein Cloos-Schweißroboter für deutlich kürzere Fertigungszeiten und für humanere Arbeitsbedingungen.

22. Oktober 2008

Die derzeit leistungsstärkste Siemens-Gasturbine liefert stolze 340 Megawatt und ist die größte und leistungsstärkste Gasturbine der Welt. »Damit lässt sich die Bevölkerung einer Stadt wie Hamburg mit Strom versorgen«, erklärt Jörg Völker, Leiter des Bereichs Market Communication & Information. Siemens sei auf diesem Gebiet der Stromerzeugung führend. Entsprechend groß ist die Nachfrage. »Mit Blick auf unser Gesamtportfolio sind wir für gut drei Jahre ausgebucht«, freut sich Völker. Das Werk in der Hauptstadt kann auf eine über 100-jährige Technologie-Tradition zurückblicken. Damals baute AEG dort Dampfturbinen, seit den 1970er-Jahren fertigt Siemens mit rund 2.000 Mitarbeitern Gasturbinen für den internationalen Markt.

Zeitoptimierung

Trotz der übervollen Auftragsbücher geht der Hersteller den Weg, Baugruppen nur selektiv zuzukaufen bzw. besonders anspruchsvolle Komponenten selbst zu fertigen. Um dennoch mehr Gasturbinen bauen zu können, optimiert Siemens seine Fertigung stetig und investierte z.B. vor Kurzem in eine moderne Roboterschweißanlage. »Mit den Kernkompetenzen Schweißtechnik plus Robotik hat sich Cloos sehr gut positioniert und als zuverlässiger Systempartner erwiesen«, resümiert Jerry Klopf, Leiter der Gehäusefertigung im Berliner Siemens-Werk. Im konkreten Fall galt es, das 30 Tonnen schwere Endstück der Gasturbine — im Fachjargon »Auskleidung des Turbinenlagergehäuses« genannt — deutlich schneller zu schweißen. »Die etwa 340 m Kehl- und V-Nähte haben wir früher per Hand verschweißt, was unseren Mitarbeitern körperlich einiges abverlangt hat«, zeigt Jerry Klopf einen weiteren Aspekt auf. Außerdem sollte die Verarbeitungsqualität weiter steigen, um die Nacharbeit an den Schweißnähten zu minimieren. Der Erfolg in Zahlen kann sich sehen lassen: Der Cloos-Roboter reduziert die Schweißzeit von 114 auf 80 Stunden, und die Nacharbeit sank deutlich um über 10%. »Nach zehn geschweißten Auskleidungen für die Turbinenlagergehäuse wissen wir, dass wir die richtige Entscheidung für die Cloos-Technik getroffen haben«, sind sich die Herren Klopf und Völker sicher.

Auf der C-Säule

Um die großen Turbinenteile mit bis zu 4 m Durchmesser und 2 m Tiefe optimal schweißen zu können, hat Cloos den Roboter vom Typ ›Romat 350‹ an einem fast 10 m hohen C-Ständer montiert. Im Zusammenspiel von Boden-, Höhen- und Querfahrwerken sowie einem Dreh-Kipptisch erreicht der gelenkige Roboter in dem komplexen 30-Tonnen-Bauteil über 80% der Schweißnähte. Die Romat-Roboter sind in Drehgelenkbauweise ausgeführt und verfügen über sechs Bewegungsachsen. Der Typ 350 hat zudem eine verlängerte dritte Achse mit über 2.200 mm Reichweite für eine optimale Zugänglichkeit dieser großvolumigen Bauteile. Dynamische Servoantriebe ermöglichen eine hohe Tragfähigkeit von 15 kg. Präzise Kompaktgetriebe sorgen für eine hohe Wiederholgenauigkeit von unter 0,1 mm. Die Steuerung ›Rotrol II‹ steuert die sechs Roboterachsen sowie bis zu 12 weitere externe Achsen, beispielsweise der Positioniereinheit. Jerry Klopf: »Roboter und Positionierer sind so gelenkig, dass nur noch etwa 20% der Arbeit von Hand erledigt werden müssen.« Dazu hat Siemens eine spezielle Arbeitsbühne geordert, die das Anlagenpersonal bis auf luftige 6,5 m Höhe bringen kann.

Qualitätsnähte

Geschweißt werden die Kehl- und V-Nähte meist dreilagig im MAG-Verfahren. Um bei diesem Lichtbogenschweißprozess optimale Ergebnisse zu erzielen, wird der abschmelzende Schweißdraht entsprechend der Nahtform und Schweißgeschwindigkeit über das Cloos-Duo-Drive-System in veränderbarer Geschwindigkeit kontinuierlich nachgeführt. Außerdem werden dem Schutzgas zusätzlich aktive Gasbestandteile beigemischt, um die Schweißverbindung entsprechend den besonderen technologischen Erfordernissen zu beeinflussen. »Und ein Lichtbogensensor sorgt für die Nahtverfolgung und steuert den Schweißkopf so, dass wir keinen erhöhten Aufwand für die Nahtvorbereitung und Spaltbreiten treiben müssen«, betont Klopf. Die Schweißströme liefert die Schweißstromquelle Quinto GLC 603, die mit einem maximalen Strom bis 600 A über genügend Leistungsreserven verfügt.

Trainingsroboter

Um die Siemens-Mitarbeiter umfassend auf die neue Fertigungstechnik vorzubereiten, stellte die Cloos-Niederlassung Berlin ihnen einen Vorführroboter zur Verfügung. »Daran konnten wir den Umgang mit dem Roboter trainieren und die optimalen Parameter finden«, erklärt Dipl.-Ing. Klopf. »Auch das hat zur reibungslosen Inbetriebnahme beigetragen.« Die Kollegen aus Fleisch und Blut haben den Roboter schnell ins Herz geschlossen und nennen ihn liebevoll »Elke«. Aufgrund der positiven Erfahrungen mit der Cloos-Technik hat Siemens den Testroboter gekauft und nutzt ihn heute für weitere Schweißversuche und -entwicklungen. Das Resümee der Siemens-Fachleute: »Wir zeigen sehr eindrücklich, dass der Standort Deutschland sehr wohl international konkurrenzfähig ist, weil wir auf leistungsstarke Fertigungstechnik, Kernkompetenzen und hochmotivierte Mitarbeiter setzen. Und in Sachen Schweißtechnik leistet Cloos einen entscheidenden Anteil an diesem Erfolg.«

Walter Lutz

Erschienen in Ausgabe: 10/2008