Umstellung gelungen

Schweißen

Durch die Automatisierung der Schweißarbeiten innerhalb der Fertigung konnte die Hörmann Automotive Penzberg GmbH Produktivität und Prozessgenauigkeit messbar steigern.

16. April 2012
Während drinnen geschweißt wird, entlädt und prüft draußen der Schweißer.
Bild 1: Umstellung gelungen (Während drinnen geschweißt wird, entlädt und prüft draußen der Schweißer. )

Die Hörmann Automotive Penzberg GmbH (HAP) wurde 1965 als MAN Omnibuswerk Penzberg gegründet und firmiert seit 2005 als eigenständiges Unternehmen, heute Teil der Hörmann-Automotive-Gruppe. HAP verfügt über zwei Standorte in Bayern, an denen auf 22000 qm Produktionsfläche mit 800 Mitarbeitern hochwertige Komponenten und Systeme aus Metall gefertigt werden. Als zertifizierter Entwicklungsbetrieb bietet HAP sowohl die Entwicklung von Bauteilen und Modulen als auch die Optimierung einzelner Systeme. »Unsere Herausforderung besteht darin, Werkstücke in kürzerer Zeit, zu geringeren Kosten und in noch höherer Qualität zu produzieren. Dafür arbeiten wir mit optimierten Planungs- und Fertigungsprozessen«, erläutert Marco Böttner, Leiter Produktion und Qualität.

HAP zählt internationale Unternehmen aus der Nutzfahrzeug-, Automobil-, Bau- und Landmaschinenindustrie zu seinen Kunden, für die Komponenten nahezu jeder Größe geschweißt werden – per MIG/MAG- und WIG-Schweißen sowie MSG-Löten. Die Varianz ist enorm: Es werden täglich etwa 2500 verschiedene Produkte in unterschiedlichen Losgrößen gefertigt, 40 Prozent davon sind Schweißteile. In erster Linie werden die Baustähle S235 bis S700 sowie Aluminium und Edelstahl verarbeitet. Die offene Anlagenarchitektur im Penzberger Werk ermöglicht die Realisierung unterschiedlichster Schweißaufgaben. Für die Kunden können Komponenten in nahezu jeder Größe mit Hand, teil- und vollautomatisch geschweißt werden.

Schon früh hat das Unternehmen erkannt, wie es dem Bedarf an einer höheren Produktivität und Qualität beim Schweißen effizient gerecht werden kann. Insbesondere im MIG/MAG-Bereich stellt HAP seit über 30 Jahre schrittweise auf Automatisierung um. Der erste Roboter wurde 1979 beschafft. Damals arbeiteten noch rund 100 Handschweißer in der Fertigung. Mittlerweile verfügt HAP über 20 hochmoderne Schweißroboterzellen mit insgesamt 27 Robotern. Diese sind mit Einzel- und Mehrfachrobotern sowie mit Dreh-Schwenk-Positionierern bestückt. Bedingt durch den Ausbau der Automation hat sich die Anzahl der Handschweißer mittlerweile auf 30 reduziert. »Wenige Bauteile werden losgrößenbedingt immer noch manuell geschweißt. Sämtliche anderen Prozesse haben wir automatisiert«, erklärt Marco Böttner.

»Die Qualitätsanforderungen der Kunden sowie immer strenger werdende EU-Normen haben uns dazu veranlasst, Stück für Stück auf Automatisierung umzustellen«, fügt er ergänzend hinzu. Natürlich gab es zuerst Zweifel und Skepsis, denn die anfänglichen Kosten sind enorm. Bevor eine Umstellung auf automatisiertes Schweißen erfolgt, wird der Prozess daher genauestens unter die Lupe genommen. Eine Return-on-Investment-Betrachtung bringt ans Licht, ab wann sich die Automatisierung rentiert. Dies ist zu einem großen Teil abhängig vom Bauteil, der Losgröße und der Qualitätsanforderung des Kunden. In den meisten Fällen sprechen aber die Wiederholgenauigkeit, die Prozesssicherheit und die erhöhte Schweißgeschwindigkeit für den Einsatz von Robotern.

Ist die Entscheidung für die Umstellung auf einen automatisierten Schweißprozess getroffen, muss die Vorrichtungsbereitstellung werkstückspezifisch konstruiert werden. »Um die Produktivität zu steigern, schweißen wir verstärkt in Zellen mit Dreh-Wende-Positionierern. Die Peripherie ist oft sehr aufwendig, der Vorrichtungsbau und die Programmierarbeiten sind komplex. Aber letzten Endes schafft eine solche Anlage das Vier- bis Fünffache eines Handschweißers«, hat Johannes Königsberger, Meister Automatenschweißerei, beobachtet. Ferner sänken die Nacharbeiten deutlich.

Ein Teil der Schweißzellen hat schwenkbare H-Wender: Dank dieses Rotationsprinzips kann der Mitarbeiter auf der einen Seite die geschweißten Werkstücke entnehmen, die Qualität der Schweißung überprüfen und die Halterungen neu bestücken, während auf der anderen Seite der Wendevorrichtung, innerhalb der Zelle, der Schweißprozess stattfindet – ein enormer Zeitgewinn. »Um zeiteffizient zu arbeiten, wird der Prozessablauf genau unter die Lupe genommen und so angelegt, dass die Taktzeiten (Schweißzeiten und Nebentätigkeit) gleich lang sind. So erzielen wir eine optimale Einsatzplanung«, betont Königsberger. In den Anlagen mit Mehrfachrobotern schweißen bis zu drei Schweißroboter gleichzeitig an den Bauteilen. »Damit haben wir unsere Produktivität enorm steigern können«, weiß Königberger.

Auch Verfahrenswechsel sind beim automatisierten Schweißen kein Problem. In mehreren Einzelroboter-Schweißzellen werden bei HAP alternierend das MIG- und MAG-Verfahren angewandt. An einer Werkzeugwechselstation wird in kürzester Zeit und bei absolut stabil bleibendem TPC die Schweißpistole des Roboters getauscht. »All dies erfolgt vollautomatisiert und mit einer 100-prozentigen Zuverlässigkeit«, erklärt Albert Geiger, Meister Automatenschweißerei.

Die Umstellung vom Handschweißen auf überwiegend automatisiertes Schweißen hatte selbstverständlich auch Konsequenzen für die Belegschaft. »Mittels intensiver Schulung der Mitarbeiter, sowohl intern als auch extern durch die Maschinenhersteller, haben wir unsere Fachkräfte für die qualifizierte Bedienung der Anlagen fit gemacht. Das Personal kann nun viel flexibler eingesetzt werden als vorher«, betont Marco Böttner. Ein weiterer Gewinn: Da die Maschine die physisch schwere Arbeit erledigt, ist die allgemeine Gefährdung durch Lichtbogenstrahlung und Schweißrauch reduziert. Der Schweißer kann sich in einer besseren Position auf die Prozessüberwachung konzentrieren.

Das A und O für präzise und beschleunigte Fertigungsprozesse sind neben akkurat getakteten Roboteranlagen qualitativ hochwertige, zuverlässige Schweißpistolen mit hoher Standzeit. HAP vertraut hier seit nahezu zehn Jahren auf Systeme von Dinse. »Bei der Auswahl unserer Lieferanten setzen wir auf langjährige Erfahrung. Wir arbeiten nur mit Unternehmen, die uns absolut zuverlässige und technisch führende Produkte anbieten. Nur so erzielen wir Schweißnähte von durchgängiger Qualität. Die Schweißsysteme von Dinse sind in Hinblick auf Effizienz und Genauigkeit absolut überzeugend.

Aus diesem Grund haben wir mittlerweile nahezu alle unserer 20 Roboterschweißanlagen mit Dinse-Systemen bestückt. Die letzten verbleibenden Anlagen werden in Kürze umgerüstet«, erläutert Königsberger. Die Umstellung auf einen einzigen Systempartner und die damit einhergehende Standardisierung der Anlagen haben die Lagerhaltung und die Bevorratung von Verschleißteilen deutlich reduziert. Bei HAP werden eine Metz 600 mit einem festen Halter, einer Abschaltdose SAS 100 und die Standard-Schweißpistole Metz 594, belastbar mit bis zu 400A bei 100 % ED eingesetzt. »Dieses Modell hat aufgrund seiner besonders langen und schlanken Geometrie eine sehr gute Bauteilzugänglichkeit«, erklärt Königsberger. In Kombination mit den hohen Belastungswerten wird es allen Anforderungen des Kunden gerecht.

Ein weiterer Grund für die Entscheidung zugunsten Dinses war der umfassende Service. »Dinse verfügt über kompetente Berater, die uns bei der Umstellung auf die Roboter beraten haben, und über einen Service-Partner direkt vor Ort, der bei Engpässen sofort zur Stelle ist«, freut sich Böttner. Das Ziel ist klar definiert: »Unser Ziel sind zehn Prozent Produktivitätssteigerung pro Jahr«, so Böttner. »Durch die Umstellung auf Schweißroboter haben wir unsere Fertigungsprozesse deutlich beschleunigt und erzielen exakte und reproduzierbare Schweißergebnisse.« Dies bedeutet auch für die kommenden Jahre einen systematischen Ausbau des automatisierten Schweißens bei HAP.

Erschienen in Ausgabe: 03/2012