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Industrieroboter

Mit Robotern den Output der Produktion verdoppeln

| Autor/ Redakteur: Marc Kluge / Mag. Victoria Sonnenberg

Seit der Einbindung des ersten Kawasaki-Roboters 2010 konnte die Haase-Gruppe ihre Produktion und Effektivität nicht nur deutlich optimieren, sondern das anhaltende Wachstum in vielen Branchen und internationalen Märkten auch gezielt unterstützen.

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Der Kawasaki Roboter ZT130L kann mit automatischem Werkzeugwechsel und speziell entwickelten Drehtischen die Deckel und Böden der rund 100 Haase-Tankvarianten flexibel und effektiv bearbeiten.
Der Kawasaki Roboter ZT130L kann mit automatischem Werkzeugwechsel und speziell entwickelten Drehtischen die Deckel und Böden der rund 100 Haase-Tankvarianten flexibel und effektiv bearbeiten.
(Bild: Kawasaki Robotics)
  • Die Haase-Gruppe, ein Marktführer in der Tankbranche, konnte mit dem Einsatz von Kawasaki-Robotern den Output seiner Produktion mehr als verdoppeln.
  • Die Wahl fiel auf einen ZT130S für das Spritzen des GFK: Der Konsolroboter (Shelf Type) trägt bis zu 130 kg und ist für eine Vielzahl von Applikationen entwickelt worden.
  • Danach kam ein ZT130L zur Bearbeitung von Deckeln und Böden mit automatischem Werkzeugwechsel hinzu – im Vergleich zum ZT130S mit einer erhöhten Reichweite von 3530 mm.

Das Unternehmen im sächsischen Großröhrsdorf produziert unter Einsatz modernster Fertigungstechnik doppelwandige Keller- und Erdtanks aus glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK). 1999 wurde die Haase GFK-Technik GmbH (seit 2017: Haase Tank GmbH) als eigenständiges Unternehmen gegründet – seitdem hat sich die Anzahl der Mitarbeiter von anfangs sieben auf heute fast 50 erhöht. Haase verzeichnet seit Jahren ein starkes Wachstum, so Geschäftsführer Thomas Falkenbach: „Wir haben eine Marktnische gesucht und gefunden. So konnten wir uns erfolgreich als Vorreiter im Bereich Tanks positionieren – in Material, Qualität und Flexibilität.“

In Deutschland bietet Haase seit Jahren eine zentrale Garantie: Innerhalb von 48 Stunden nach Bestellung kann eine der vielen Standardgrößen direkt auf die Baustelle geliefert werden. Zudem erhalten Kunden stets 30 Jahre Garantie auf die Dichtheit ihres Heizöltanks. Der glasfaserverstärkte Kunststoff hat sich für Haase und seine Kunden dabei klar bewährt: Das Material ist korrosionsfrei, formstabil, alterungsbeständig und absolut geruchsdicht. Haase setzte bereits frühzeitig auf den Einsatz von Robotern in der Produktion: 1991 kam es zu den ersten Automatisierungsschritten und zur schrittweisen Einführung von Robotern – eine spürbare Erleichterung für das Unternehmen.

Roboter von 1989 waren immer schwieriger zu warten

In den vergangenen Jahren nutzte Haase vor allem gebraucht erworbene Roboter zweier anderer Hersteller für Spritzapplikationen und die mechanische Bearbeitung. Der entscheidende Nachteil: Diese Roboter stammten bereits aus dem Jahr 1989, sodass sich Wartung und Instandhaltung der Maschinen zunehmend schwieriger gestalteten sowie langfristig keine zuverlässige Beschaffung von Ersatzteilen mehr zu gewährleisten war.

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Neue Optionen für die alternde Roboterausstattung suchte Jürgen Krell, technischer Leiter bei Haase, auf der Automatica in München. Dort kam er neben anderen Herstellern unter anderem mit Kawasaki Robotics ins Gespräch – die Entscheidung war schnell getroffen, erklärt Jürgen Krell: „Für uns waren der attraktive Preis, das robuste Design und das schlanke, aber genau passende Anforderungsprofil des Roboters entscheidend. Mit einem bewährten Kawasaki-Partner im Nachbarort war auch der verfügbare Service für uns optimal. Und auch der technische Support durch Kawasaki selbst hat sich schnell als besonders zuverlässig und flexibel bewährt.“

Die Wahl fiel auf einen ZT130S für das Spritzen des GFK: Der Konsolroboter (Shelf Type) trägt bis zu 130 kg und ist für eine Vielzahl von Applikationen entwickelt worden. Mit einer horizontalen/vertikalen Reichweite von 3230 mm/4571 mm verbindet der ZT130S einen großen Arbeitsbereich mit hoher Präzision. Zudem kam einige Zeit später ein weiterer Kawasaki-Roboter des Typs BX100L hinzu, welcher auch für das Aufbringen von Harz und Glasfasern auf eine Form eingesetzt wird.

Erfolgreiche Automatisierung aller Spritzplätze

Nachdem die Entscheidung für den ersten Kawasaki-Roboter als Basis für eine neue Automatisierungsstrategie bei Haase getroffen wurde, gingen Planung und Implementierung schnell voran: Das alte Robotermodell wurde entfernt, die Anlage entkernt und in weniger als drei Monaten war die Integration des neuen Roboters abgeschlossen. Mittlerweile wurden alle Spritzplätze in der Produktion erfolgreich automatisiert.

Gemeinsam mit einem Mechatroniker kümmert sich Jürgen Krell persönlich um die Einrichtung und Programmierung der Kawasaki-Roboter bei Haase. Vorher existierten im Unternehmen mehrere verschiedene Programmiersprachen – zwischen verschiedenen Herstellern sowie alten und neueren Modellen. Mit dem Einzug des ersten Kawasaki-Roboters konnte diese Situation in kürzester Zeit erfolgreich vereinheitlicht werden. Hinzu kam ein ZT130L zur Bearbeitung von Deckeln und Böden mit automatischem Werkzeugwechsel – im Vergleich zum ZT130S mit einer erhöhten Reichweite von 3530 mm. Die größten Haase-Tanks mit bis zu 4 m Durchmesser waren vor der Einführung des Kawasaki-Roboters nur manuell zu bearbeiten, durch den ZT130L ist die Produktion deutlich flexibler und schneller. „Im direkten Vergleich konnten wir unseren Output mehr als verdoppeln. Die drei Kawasaki-Roboter nehmen hierbei eine tragende Rolle ein“, so Jürgen Krell.

Mit Robotern zu mehr Flexibilität

Das Haase-Produktportfolio besteht derzeit aus Tanks mit zehn verschiedenen Durchmessern, darunter mehrere Varianten – insgesamt etwa 100 Typen. So ist einerseits je Produktion wenig Anpassung notwendig, doch gleichzeitig gehören kleine Justierungen und leichte Anpassungen der Tanks zum Tagesgeschäft bei Haase. Der Kawasaki-Roboter, die Drehtische sowie die gesamte Anlage bieten dem Team hierfür die nötige Flexibilität.

Der ZT130L nimmt die nötigen Werkzeuge nach Bedarf selbst auf: Ein entsprechender Wechselbahnhof wurde von Haase eigens entwickelt und gebaut. Besonders praktisch und kostensparend: Der Roboter ist nicht auf Spezialwerkzeug angewiesen, sondern nutzt handelsübliche Maschinen. Ein Fräswerkzeug wird für die Vorbereitung des Mannlochs im Tank eingesetzt, während ein Winkelschleifer die zu laminierende Fläche für die weitere Bearbeitung vorbereitet. Zwei Sägen ermöglichen zum einen das präzise Zuschneiden des Werkstückes sowie das Schleifen des Tankaußenbereichs. Ein Saugaufsatz erlaubt eine gründliche und punktgenaue Endreinigung der Deckel und Böden. Das Set-up bietet maximale Flexibilität und eine stark gesteigerte Effektivität: Der Roboter ist in der Lage, einen oder mehrere Deckel und Böden in Serie zu bearbeiten.

Eine zentrale Herausforderung bei Bau und Betrieb der Anlage war die erhebliche Menge an Schmutz und Staub, die bei der Bearbeitung entsteht. Eine speziell auf diese Bedürfnisse zugeschnittene Absauganlage sorgt für ein kontinuierliches und effektives Absaugen. Lediglich der Controller des Roboters muss wöchentlich gereinigt werden, um einen reibungslosen Betrieb zu gewährleisten. Eine Zelle wurde als Alternative zum offenen Raum in Betracht gezogen, erwies sich jedoch als impraktikabel und hätte den Output erheblich reduziert. Die neue Anlage auf Basis des ZT130L und der Absaugung sorgt dafür, dass sich rund 60 % weniger Schmutz in der Luft befindet.

Eine Lichtschranke sichert den Arbeitsbereich des Roboters in Kombination mit dem Kawasaki-Sicherheitssystem Cubic-S effektiv ab. Cubic-S sorgt dafür, dass Roboter und Arbeiter bedenken- und gefahrlos zusammenarbeiten können. Die Software ermöglicht die Einrichtung besonders platzsparender Applikationen und Sicherheitsbereiche ohne aufwendige externe Sicherheitsmaßnahmen.

Cubic-S erlaubt Roboter und Mensch die Zusammenarbeit

Das von Kawasaki Robotics entwickelte Cubic-S vereinigt acht Sicherheitsfunktionen – unter anderem eine individuelle Definition und genaue Begrenzung des verfügbaren Arbeitsraums. Extrem platzsparende Applikationszellen sind so problemlos realisierbar. Der Roboter kann die vorgegebenen Arbeitsbereichsgrenzen zu keinem Zeitpunkt überschreiten. Auch die einzelnen Achsen des Roboters werden elektronisch überwacht: Vorab definierte Achswerte bilden die Grenzen der möglichen Bewegungen. Werden zudem eine vorab definierte Geschwindigkeit überschritten, zuvor gestoppte Achsen bewegt oder Werkzeuge ihre vorgesehene Orientierung verlassen, schaltet Cubic-S den Roboter automatisch ab. „Bei uns sind Handarbeit und Automatisierung eng miteinander verwoben. Daher optimieren wir Cubic-S und unser Sicherheits-Set-up laufend weiter, um die gemeinsame Arbeit von Mensch und Roboter noch einfacher, effektiver und sicherer zu gestalten“, so Krell.

Die Kugel mit dem Slogan „Ich bin zwei Öltanks“ ist bis heute ein wichtiges Aushängeschild des Unternehmens: Haase erzielt mehr als zwei Drittel des Gesamtumsatzes durch Öltanks. Aber auch die Baubranche, Kellertanks, industrielle Anwendungen und Wärmespeicher sind für das Unternehmen zunehmend wichtige Standbeine. „Angesichts des langsam, aber sicher abnehmenden Einsatzes von Heizöl als Energieträger erschließen wir natürlich langfristig auch andere Bereiche. Bei mehr als fünf Millionen Ölheizungen allein in Deutschland bleiben Öltanks aber auf absehbare Zeit weiterhin ein sehr relevanter Markt“, erklärt Geschäftsführer Thomas Falkenbach.

Automatisierung schafft Basis für weiteres Wachstum

Während die Öltanks nur an deutsche Kunden gehen, sind andere Produkte wie Wärmespeicher sowie Öl- und Fettabscheider auch auf dem internationalen Markt gefragt – und werden unter anderem nach Skandinavien, Italien, Dubai, Südostasien und in die USA exportiert. Zudem rüsten derzeit etwa die Schweizerischen Bundesbahnen ihre Leichtflüssigkeitsabscheider komplett auf Haase Tanks um. „Die erfolgreiche Automatisierung und der Einsatz der Roboter schaffen die Basis für unser weiteres Wachstum. So können wir die wachsende Nachfrage gezielt bedienen“, ergänzt Falkenbach.

Falkenbach zieht ein positives Fazit der letzten Jahre: „Der Einsatz der Kawasaki-Roboter hat sich für uns schnell rentiert und bietet uns langfristig volle Flexibilität. Unser Team arbeitet stets daran, die enge Zusammenarbeit zwischen Roboter, Werkzeugen, Absauganlage und Drehtischen immer weiter zu optimieren. Momentan ist das Optimum der Anlage nahezu erreicht – lediglich die Geschwindigkeit der Drehtische soll in naher Zukunft erhöht werden.“

Nach mehreren umfassenden Investitionen und neu implementierten Kawasaki-Robotern der letzten Jahre steht in nächster Zeit in puncto Neuerungen zunächst eine Ruhephase an, erklärt Jürgen Krell: „Doch wir haben immer ein Auge auf neue Ideen und Optimierungspotenziale.“

* Marc Kluge arbeitet im Marketing der Kawasaki Robotics GmbH in 41468 Neuss, Tel. (0 21 31) 3 42 62 45, marketing@kawasakirobot.de

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