Fronius Perfect Welding Schweißexpertise schafft mächtigen „Holzernte-König“

Schweißen für den König – den Scorpionking C50 von Ponsse, genauer gesagt. Der finnische Hersteller von Heavy-Duty-Forstmaschinen überlasse dabei nichts dem Zufall. Deshalb greife man bei Ponsse bevorzugt zu Fronius-Schweißsystemen.

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Zielstrebig und unaufhaltsam schiebt sich der Scorpionking auf seine Beute zu und lässt sich auch von Gräben oder steilem Gelände nicht aufhalten. Dann schlägt er zu, zerteilt seinen Fang und legt ihn für den späteren Abtransport sorgfältig ab. Bereits wenige Sekunden später ist von dem, was er gerade noch in seinen Klauen hatte, kaum noch etwas übrig. Die als wertlos erachteten Überreste lässt der Scorpionking am Boden zurück, während er sich ohne Zögern dem nächsten Ziel zuwendet.

Handfeste Vorteile durch skorpionähnliches Konzept

Diese Szene spielt sich tagtäglich hundertfach in den Wäldern rund um den Globus ab. Doch es ist kein exotisches Ungeheuer, das sich da durchs Unterholz schiebt. Es ist eine der weltweit modernsten Holzerntemaschinen zur Kurzholzaufarbeitung (CTL, Cut to Length). Ihren Namen Scorpionking trägt sie dabei zu recht: Mit den acht Rädern und drei gegeneinander verdrehbaren Rahmensegmenten sowie dem auf einer Gabelsäule ruhenden, über die Kabine hinweg greifenden Kranausleger, erinnert die Maschine an einen überdimensionalen Skorpion.

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Doch geht es Ponsse Plc bei dieser Architektur weniger um ein beeindruckendes Aussehen des Produkts, sondern um handfeste Vorteile für den Maschinenbetreiber: Anders als bei Baggern oder anderen Harvestern befindet sich die Kransäule in der Arbeitsposition dank der innovativen Konstruktion nicht vor der Kabine. Weil sie außedem auf dem gleichen Drehkranz wie die Kabine montiert ist, hat der Maschinist stets freie Sicht auf das Harvester-Aggregat mit der Sägeeinheit zum Abschneiden, Entasten und Ablängen der Bäume. Das erleichtert dem Fahrer die Arbeit spürbar und führt zu höherer Erntequalität. Denn erntereife Bäume können leichter identifiziert, unnötige Maschinenbewegungen vermieden und verbleibende Bäume geschont werden.

Der Kranausleger muss viel aushalten

Trotz seiner filigran anmutenden Bauweise steckt der bis zu 11 Meter lange Kranausleger mit entsprechender Hebelwirkung die im Betrieb auftretenden hohen mechanischen Belastungen beim Verarbeiten der mehrere Tonnen schweren Bäume problemlos weg. „Der neuralgische Punkt eines Harvesters ist immer der Ausleger. Wenn etwas bricht, dann dort“, erklärt Heikki Selkälä, Production Development Manager von Ponsse. Entsprechend sorgfältig haben die Ingenieure des finnischen Traditionsunternehmens den als C50 bezeichneten Parallelkran entworfen und ausgiebig getestet, um den mit langlebigen, zuverlässigen und effizienten Maschinen über die Jahre aufgebauten Ruf eines Premiumherstellers auch nicht im Geringsten zu gefährden.

Bis zu 100 Nähte mit insgesamt 300 m Länge

Daher gibt Ponsse die Fertigung des C50 auch nicht in fremde Hände und fertigt den Kran wie alle anderen besonders beanspruchten Teile bzw. Kernkomponenten der Forstmaschinen aus höherfestem Stahl mit einer Streckgrenze von 500 MPa. Ohne Schweißen geht dabei gar nichts. Bis ein Fahrzeugrahmen fertig ist, müssen die derzeit 100 Schweißer des Unternehmens – unterstützt von neun Roboterzellen – bis zu 100 Nähte mit einer Gesamtlänge von etwa 300 Metern schweißen. Da immer in der optimalen Lage (PA, PB) geschweißt werden soll, müssen die Werkstücke mit einem Manipulator oft gedreht werden, sodass die Schweißer oft neu ansetzen müssen und so der Anteil der kurzen Nähte hoch ist.

Auch beim Fügen des C50 fallen umfangreiche Schweißarbeiten an, die Roboter und Mensch Hand in Hand erledigen: Das Anschweißen der Gabelsäule aus Gussstahl an den Kranausleger übernimmt zum Beispiel ein Roboter. Da es sich bei dem Ausleger um eine kritische Komponente handelt, wird danach jede Schweißnaht mit Ultraschall überprüft.

Früher drohte lästige Nacharbeit durch Bindefehler

In der Vergangenheit deckten diese Ultraschallprüfungen immer wieder Defekte an den manuell geschweißten Nähten auf, die von Bindefehlern beim Schweißstart herrührten. Ein großes Ärgernis und ein großer Kostenfaktor, da gerade auch an den Rahmen viele, manuell geschweißte kurze Nähte mit entsprechend vielen Schweißstarts erforderlich sind. Jeder Defekt bedeutet hier, dass die betroffene Stelle ausgeschliffen, nachgeschweißt und erneut geprüft werden muss. „Zuverlässigkeit und Qualität unserer Maschinen sind für unsere Kunden vorrangig“, stellt Heikki Selkälä klar. „Wir können und wollen daher in der Produktion und insbesondere auch beim Schweißen kein Risiko eingehen und setzen deshalb nur die beste Fertigungstechnik ein.“

Kari Lehtomaa, der als Geschäftsführer des finnischen Fronius-Repräsentanten Pronius Oy engen Kontakt mit den Kunden vor Ort hält und deren Wünsche und Probleme entsprechend gut kennt, war daher sehr optimistisch, mit der neuen TPS/i bei Ponsse punkten zu können. Schließlich gehört ein besonders zuverlässiger Schweißstart zu den herausragenden Eigenschaften der Schweißstromquelle der aktuellsten Gerätegeneration.

Schweißtechnik eliminiert bestehende Probleme

Und tatsächlich nahm die innovative TPS/i das Team um Heikki Selkälä in kürzester Zeit von sich ein, wie der Produktionsentwicklungsleiter begeistert berichtet: „Unser vorrangiges Ziel, die Nahtqualität beim manuellen Schweißen weiter zu verbessern, haben wir mit dem Wechsel zur TPS 500i erreicht. Es hat sich dabei schnell gezeigt: Die neue Generation ist wirklich eine Klasse für sich!“

Doch nicht nur in allen Schweißphasen einschließlich des Schweißstarts ist der Einbrand jetzt zuverlässig tief. Auch bei der Nahtoptik hat der Forstmaschinenhersteller durch den Einsatz der TPS/i in Verbindung mit der Kennlinie PMC (Pulse Multi Control) deutliche Verbesserungen erzielt.

Die Nacharbeit reduziert sich deutlich

Als weitere Folge der minimierten Spritzerneigung und des sicheren Einbrands konnte Ponsse den Zeitaufwand für die Nacharbeit um satte 20 % reduzieren. Und das ohne zusätzliche Maßnahmen und ohne Schulung durch Fronius, wie der Schweißfachingenieur zurückblickt: „Das System ist so einfach zu handhaben, das wir keine nennenswerte Unterstützung bei der Einführung der TPS/i gebraucht haben.“

Besonder das große Touch-Display der TPS/i schätzen die Schweißer bei Ponsse. Es erleichtert die Bedienung mit seiner ergonomisch gestalteten Oberfläche mit Volltextanzeige deutlich, lässt sich mit dem Handschuh problemlos bedienen und unterstützt Finnisch als Bediensprache.

Die Zahl der angeschafften Maschinen zeigt, welchen Wert Ponsse den neuen Geräten beimisst: Stolze 63 Maschinen aus der TPS/i-Serie hat das Unternehmen innerhalb eines halben Jahres für manuelle und robotergestützte Schweißaufgaben gekauft und in Betrieb genommen. Fronius ist so bei dem Fortmaschinenhersteller zum bevorzugten Lösungslieferanten für Schweißtechnik aufgestiegen.

Tandem-Drahtverfahren senkt Schweißzeit um über vier Stunden

Damit setzt die TPS/i die gemeinsame Erfolgsgeschichte von Fronius und Ponsse nahtlos fort, die nun schon seit 2007 währt. Zu dieser Zeit schaffte der Forstmaschinenhersteller das erste Gerät aus Österreich an, eine Schweißstromquelle aus der Serie TPS 9000, die seitdem zuverlässig arbeitet. Sie hilft Heikki Selkälä bei der Arbeit in einer Roboterzelle für das Schweißen von Frontrahmen. Ihr folgten schon bald weitere Geräte. Darunter ein Tandemsystem Timetwin für das robotergestützte Schweißen schwerster Teile mit Blechstärken von über 30 mm, wie etwa den Heckrahmenkomponenten für den Bear, dem größten Harvester von Ponsse. „Mit dem vor dem Timetwin-System eingesetzten Einzeldrahtverfahren hat das Schweißen eines Werkstücks sieben Stunden gedauert, jetzt sind es weniger als drei!“, betont Heikki Selkälä über das Hochleistungsschweißsystem.

Verlässlichkeit rauf, Materialverbrauch runter

Nachdem auch noch ein Gerät für das Handschweißen aus der Transsteel-Serie dazu kam, gingen die Verantwortlichen bei Ponsse als Handlungsgrundlage für weitere Investitionsentscheidungen daran, detaillierte Zahlen über die Zuverlässigkeit der Fronius-Geräte und die Kosten für das Verbrauchsmaterial zu sammeln und zu analysieren. Die Zahlen waren durchweg sehr erfreulich. Geräteausfälle sind die absolute Seltenheit und bei den Gasdüsen beispielsweise sank der Verbrauch gegenüber den Vorgängermaschinen aus der Produktion eines anderen bekannten Herstellers um fast 100 %. Mindestens genauso positiv die Entwicklung bei den Kontaktrohren: Während die Schweißer bei Ponsse vor dem Wechsel zu Fronius-Geräten die Kontaktrohre als Folge der Zündprobleme bis zu 30 Mal am Tag ersetzen mussten, halten diese jetzt eine Woche und mehr.

Prozessoptimierung, basierend auf Datensammlung

Zukünftig will Ponsse noch tiefere Einblicke in den Status der Schweißsysteme und Schweißprozesse erhalten und dazu die von den Schweißstromquellen gesammelten Staus- und Schweißnahtinformationen nutzen, um die Schweißprozesse zeitnah zu überwachen, zu analysieren und zu dokumentieren. Mithilfe einer zentralen Servereinheit (Weldcube) ist es in naher Zukunft darüber hinaus möglich, die anfallenden Daten mehrerer Schweißstromquellen unternehmensübergreifend zusammenzuführen und zu verwalten. „Solche Neuerungen sind es, die uns voranbringen.“, schließt Selkälä.

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