Fertigungsautomatisierung Roboterzellen für den Mittelstand

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Das Unternehmen Kuka baut Industrie-Schweißroboter in modular aufgebauten, individuell angepassten Zellen, die auch Schutzgas-Schweißaufgaben übernehmen können. Dass sich der Einsatz solcher Zellen auch für kleinere Unternehmen lohnt, zeigt folgendes Beispiel.

• Vor 25 Jahren versuchte das Unternehmen Stela Laxhuber GmbH, Roboter für den Schweißvorgang zu nutzen – damals jedoch ohne Erfolg.

• Mit dem Einsatz einer individuell gefertigten Roboterzelle in Verbindung mit einer leistungsfähigen Steuerungssoftware von Kuka konnte nun die Produktion gesteigert und die Qualität verbessert werden.

Schweißen ist eine hohe Kunst im Anlagenbau. Auf beides versteht sich Stela Laxhuber, ein „hidden champion“ der industriellen Trocknungstechnik, seit drei Generationen. Jetzt beschleunigt in dessen Werk im niederbayerischen Massing eine Roboterzelle von Kuka, die „Cell4_production“, das Verschweißen von Ventilatoren für Trocknungsanlagen. Das beweist, dass auch kleine und mittelständische Unternehmen von der Automatisierung profitieren können. Die Geschichte zeigt, dass sich auch andere mittelständische Unternehmen über den Einsatz von Robotern Gedanken machen sollten.

Hohe Fertigungstiefe beim Spezialisten für Trocknungstechnik

Das Familienunternehmen Stela Laxhuber – benannt nach dem Gründer Stefan Laxhuber – baut anspruchsvolle Trocknungsanlagen in allen Größenordnungen und Anwendungsfeldern. Das Herzstück solcher Trocknungsanlagen sind gewaltige Ventilatoren, die einen Strom aus warmer Luft in Gang setzen, um Produkten wie Getreide, Mais, Holz oder recyceltem Kunststoff die Feuchtigkeit zu entziehen. Das macht diese haltbar und schafft die Voraussetzung für ihre Weiterverarbeitung. Die Lüfterräder in den Trocknern können einen Durchmesser von 1,60 Metern haben und eine halbe Tonne auf die Waage bringen. Wenn solch ein Koloss auf bis zu 3.000 Umdrehungen pro Minute beschleunigt wird, ist eine Topverarbeitung aller zusammengefügten Komponenten ein absolutes Muss.

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„Die Besonderheit bei Stela ist die hohe Fertigungstiefe“, betont Geschäftsführer Thomas Laxhuber, der Enkel des Firmengründers. „Um weiterhin weltweit führende Trocknungstechnik zu produzieren, wollen wir die wesentlichen Komponenten unserer Maschinen so weit wie möglich selbst herstellen. Darin sehen wir eine essenzielle Voraussetzung für bestmögliche Qualität und eine lange Lebensdauer der Anlagen.“ Das treffe ganz besonders auch für hoch belastete Bauteile wie die Lüfterräder zu. Diese Radialventilatoren sind vergleichbar mit einer drehbaren Trommel. Mit ihren gekrümmten Schaufeln saugen sie die Luft über die Motorachse an und blasen sie um 90 Grad versetzt wieder aus.

Verfehlter Frühstart beim Schweißen mit Robotern

Vor 25 Jahren hatte Stela für die Ventilatormontage bereits nach Automatisierungslösungen gesucht. „Wir hatten damals unsere Schweißerei mit Robotern anderer Bauart neu aufstellen wollen“, berichtet Thomas Laxhuber. „Doch das Experiment war krachend gescheitert. Die Roboter konnten uns bei anspruchsvollen Schweißaufgaben nicht wirklich helfen, schufen mehr Probleme, als sie lösten und fanden so gut wie keine Akzeptanz in der Belegschaft. Die Idee war gut, aber die Zeit nicht reif dafür. Wir haben die Roboter wieder abgeschafft.“

Heute steht Andreas Utz mit einem Smartpad vor einer etwa 40 Quadratmeter großen, containerartigen Einhausung inmitten der Produktionshalle und schaut durch die dunkelgrüne Schutzglasscheibe ins Innere. Der Produktionsleiter Ventilatorbau bei Stela steuert die Kuka-Produktionszelle. Drinnen blitzt und funkelt es blau, es knistert, weißer Rauch steigt auf. Der sechsachsige Kuka-Schutzgas-Schweißroboter vom Typ KR Cybertech bewegt rhythmisch seinen schlanken orangen Arm und führt den sensorgesteuerten Brenner zu der Ventilatortrommel.

Die Schaufeln hat Andreas Utz zuvor per Hand mit Schweißpunkten ans Gehäuse geheftet und die stählerne Konstruktion auf dem Positionierer festgeschraubt. Nachdem die Positioniereinheit ins Innere der Zelle geschwenkt ist, tastet zunächst ein intelligenter Linienlaser über das sogenannte „Kuka.Seamtech Finding“ das Bauteil ab und bestimmt den optimalen Startpunkt für den Brenner. Dann kann die brenzlige Millimeterarbeit beginnen. Naht für Naht – in immer gleicher, von der Software Kuka Arcsense choreographierter Präzision.

Zeit ist Geld: Neuer Anlauf für die Automatisierung

In etwa 50 Minuten ist der Radialventilator verschweißt und bereit fürs Auswuchten und Lackieren. Beim Herausfahren des fertigen Werkstücks dreht sich bereits das zuvor auf der anderen Seite von Andreas Utz aufgeschraubte nächste Werkstück in die Zelle hinein. „Work in Progress“, sagt Utz mit einem Lächeln. „Per Hand dauert das Schweißen rund einen Tag. Mit der Roboterzelle sind wir jetzt in der Produktion auf der Überholspur. Zeitlich wie qualitativ. Denn die Schweißnähte sitzen in kurzer Zeit so perfekt, wie es per Hand nicht zu schaffen ist. Jetzt produzieren wir in Mengen, wie wir es uns nie erträumt hätten, und konnten der Auftragslage wieder Herr werden.“

Der Weg zu solcher Arbeitserleichterung war weniger einfach, als es die Bedienung der Zelle ist. Sven Pietsch, Einkaufsleiter von Stela, erinnert sich noch genau an die abweisenden Reaktionen der Roboteranbieter, als er sich gemeinsam mit Geschäftsführer Thomas Laxhuber auf den Weg gemacht hatte, um nach 25 Jahren einen neuen Anlauf für die Automatisierung zu suchen. „Wir hatten Druck“, erinnert sich Pietsch. „Die Auftragsbücher waren voll und gleichzeitig wurde es immer schwerer, geeignete Fachkräfte für unsere anspruchsvollen, aber auch vergleichsweise monotonen Schweißarbeiten in der Großserienproduktion zu finden.“

Auf verschiedenen Messen hätten die Niederbayern nach passenden Lösungen für ihre Anforderung gesucht und seien dabei immer wieder abgeblitzt. „Offenbar hielt man uns als mittelständisches Unternehmen für zu unbedeutend“, sagt Sven Pietsch mit einem Schmunzeln. „Bis wir auf der Euroblech in Hannover am Messestand auf die Kuka-Experten trafen. Hier sind wir sehr schnell über eine maßgeschneiderte Lösung für unsere Herausforderung ins Gespräch gekommen. Das war gleich ein intensiver Austausch auf Augenhöhe.“ Und ein Learning für alle Beteiligten, wie Thomas Laxhuber hinzufügt. Im Techcenter für Schweißapplikationen von Kuka sei man schon bald darauf tief in die Produktionsabläufe von Stela eingetaucht und habe so die für die Ventilatorherstellung zugeschnittene Roboterzelle „Cell4_arc“ aus verschiedenen verfügbaren Standardmodulen konfiguriert – mit aller Hard- und Software. „Wir hatten zu jedem Zeitpunkt das Gefühl, zur richtigen Zeit, am richtigen Ort, mit den richtigen Leuten und der richtigen Technik zu tun zu haben“, stellt Thomas Laxhuber fest.

Ein passend gemachtes Zellenkonzept

Die Roboterzelle für Stela beschreibt dabei auch für Kuka einen neuen Weg zu kundenindividuellen, modularen Automatisierungsschritten. „Mit unserem intelligenten Konzept Kuka cell4_production können wir mit unseren Kunden optimal aufeinander abgestimmte Komponenten und bewährte Standards aus dem Bereich des Schutzgasschweißens zu jeweils idealen Lösungen in der Schweißautomation zusammenführen. Mit der passenden Applikationssoftware sind die Handhabung und die Programmierung der Schweißparameter maximal einfach und helfen, höchsten Produktionsansprüchen gerecht zu werden“, sagt Mathias Klaus, verantwortlich für Solution Sales Modular Cell Business bei Kuka. „Dafür ist die Roboterzelle, die wir gemeinsam mit Stela entwickelt haben, ein eindrucksvoller Beleg.“

Das gefällt auch Thomas Laxhuber. „Es ist seit nunmehr bald 100 Jahren Teil der Stela-DNA, dass wir uns in der Welt des Trocknens von Qualität leiten lassen und dazu technisch immer einen Schritt voraus sind. Darauf lässt sich Zukunft bauen. Zu jeder Zeit.“ Selbst wenn dazu eine gute Idee auch einmal 25 Jahre reifen muss, um dann in der richtigen Partnerschaft zur rechten Zeit ihre ganze Macht und Kraft zu entfalten.

* Sebastian Schuster ist PR- und Content-Manager bei der Kuka Deutschland GmbH in 86165 Augsburg, Tel. +49 821 797-3722, press@kuka.com

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