Schweißautomation | Mit der Roboter-Schweißzelle FlexibleCube bietet Kuka eine Einstiegshilfe in die Automation. Aber sie ist mehr als das. Firmen nutzen sie für Kinderwagen ebenso wie für Zulieferteile in Millionen-Stückzahlen. ❧ Olaf Stauß
„Die Kompaktschweißzellen FlexibleCube haben wir definitiv für Mittelständler entwickelt, die mit dem automatisierten Schweißen beginnen“, sagt Karl Christian Messer, Strategischer Vertrieb ARC & Laser EMEA bei der Kuka Industries GmbH, Augsburg. „Die Anwender stellen die Verbindungen für Strom, Schutzgas und Druckluft her und können dann plug&play starten.“
Für Firmen, in denen bisher nur manuell geschweißt wurde, vereinfacht dies den Einstieg in die Automatisierung enorm. Sie erhalten ein vorkonfektioniertes System, in dem die Komponenten aufeinander abgestimmt und erprobt sind – sie müssen sich nicht mühsam einarbeiten und verlieren keine Zeit für das Auswählen und Erproben der Automationskomponenten. Kuka bringt hier seine Expertise ein. Doch dies sind nicht die einzigen Vorteile, sagt Karl Messer. „Auf dem Markt haben wir uns mit der mobilen Schweißzelle preislich sehr gut positionieren können. Basis hierfür ist die modulare Bauweise und die Standardisierung des Produktes.“
Der Anwender bekommt eine Komplettzelle geliefert, die neben dem schweißenden Roboter alle zusätzlichen Komponenten als Optionen enthält: die Zellsteuerung ebenso wie Tools zur Visualisierung, geeignete Positionierer, die TCP-Kontrolle, eine automatische Brennerreinigung und die Absaugsysteme. Die Augsburger legen bei Bedarf den Prozess aus, richten Teleservice ein oder liefern auch die Vorrichtungen. Und sie bieten technologische Beratung für die passende Ausstattung des FlexibleCube bis hin zur Schulung der Mitarbeiter, wenn dies der Kunde wünscht.
Die Unternehmen greifen zum FlexibleCube aus ganz unterschiedlichem Grund. Das zeigen die bisherigen Anwendungsbeispiele. Die einen nutzen ihn als Steigbügel ins automatisierte Schweißen, die anderen schätzen ihn als Standard-Fertigungseinrichtung mit kurzen Lieferzeiten. Insofern geht das Konzept von Kuka Industries auf, das im Automobilbau erprobte Know-how der Schweißautomation auf die „General Industry“ mit ihren speziellen Anforderungen und Bedürfnissen zu transferieren. Kinderwagen-Hersteller Hartan zum Beispiel stieg in die Automatisierung ein, um Kapazitätsengpässe im Schweißbereich abzubauen.
Hartan entwickelt und fertigt bereits seit 1950 hochwertige Kinderwagen im coburgischen Sonnefeld. Das vom Tüv zertifizierte Unternehmen nimmt die Qualitätssicherung sehr ernst. „Qualität und Sicherheit ist für uns das Wichtigste. Wir bauen Kinderwagen, als wären sie für unsere eigenen Kinder bestimmt“, sagt Philipp Bernreuther, Leiter Metallfertigung bei Hartan. Pro Woche werden bis zu 2000 Stück produziert. „Unser Schweißpersonal im Haus ist wirklich sehr gut ausgebildet. Jede Naht ist perfekt. Aber ab einer gewissen Stückzahl ist das Pensum in dieser Qualität einfach nicht mehr zu bewältigen“, erzählte Bernreuther vor drei Jahren. Und kompetente Schweißprofis zu bekommen, sei angesichts des Fachkräftemangels inzwischen eine Herausforderung.
Es ging bei den Kinderwagen um das Fügen der kompletten Sitz- und Rückenkonstruktion für neun ganz unterschiedliche Modelle – absolut sicherheitsrelevante Teile, die 100 % einwandfrei sein müssen. Hartan entschied sich 2013 für den FlexibleCube. „Die Schutzgasschweißzelle ist sehr gut geeignet für Automationseinsteiger, denn sie lässt sich einfach und nahtlos in den Fertigungsprozess integrieren“, kommentiert Kuka-Experte Karl Messer die Entscheidung von Hartan.
Letztendlich wurde die Schweißzelle mit einem Kuka-Roboter KR 5 arc, einer Stromquelle mit Schweißequipment, einem Drehtisch sowie einer zentralen Absaugung, Brennerreinigung und TCP-Kontrolle ausgestattet. Ein Produktionsmitarbeiter bestückt die Vorrichtung auf dem Drehtisch mit den zu schweißenden, dünnwandigen Stahlrohren und weiteren Bauteilen. Nach Eindrehen des Tisches in die Zelle startet der Schweißprozess und der Mitarbeiter nimmt sich die andere Hälfte des Drehtisches vor. Nacharbeit durch Beschleifen der Teile ist nicht notwendig. Die Kontrollen zeigen: Die Schweißnähte halten zu 100 %. „Wir hatten von Anfang an keine Probleme mit der Zelle. Von Störzeiten, wie bei anderen automatisierten Zellen von Zulieferern und Partner können wir nicht berichten“, fügt Bernreuther hinzu.
Ging es bei den Kinderwagen um eine Anwendung in der General Industry, so produziert SD Hirsch automotive seit 25 Jahren für den Automobilbau hochkomplexe Rohrformteile. In Millionen BMWs, Mercedes und Porsches sind die Lösungen des Zulieferers für Kühl- und Einspritzsysteme, Schiebedächer und Cabrio-Systeme zu finden. „Präzision ist unser Antriebsmotor“, sagt Gernot Schulze, Leiter der Fertigungstechnik bei SD Hirsch. „Wir wollen nichts dem Zufall überlassen.“ Aus diesem Grund findet der gesamte Produktionsprozess des Führungsrohrsystementwicklers hauptsächlich in den eigenen Werken statt.
Auch SD Hirsch setzt auf den FlexibleCube von Kuka schon seit Jahren. Hat aber einen anderen Vorzug als Hauptnutzen der Kompaktschweißzelle im Fokus: die kurze Lieferzeit sowie die Flexibilität und Mobilität. Denn bei Bedarf ist es ohne weiteres möglich, eine Zelle mit wenigen Handgriffen transportbereit zu machen und per Lkw vom einen zum anderen Standort zu transportieren. „Wir investieren in neue Technologien, wenn wir einen Kundenauftrag erhalten. Dann müssen wir uns aber auch darauf verlassen können, dass die Zelle schnell geliefert wird und keine Anlaufschwierigkeiten hat“, erklärt Schulze.
Eine Anforderung, die Kuka erfüllte: Der dritte FlexibleCube wurde 2014 nur zehn Wochen nach der Bestellung in Betrieb genommen und in die bestehenden Fertigungsabläufe eingefügt.
„Dank des FlexibleCube konnten wir den Auftrag eines großen Automobilherstellers aus Südwestdeutschland ohne Probleme annehmen“, berichtete Schulze. „Die drei baugleichen Kompaktschweißzellen bieten uns viele Vorteile. Wir können Ersatzteile optimal bevorraten, Schweißprogramme auf jeder Zelle laufen lassen und bereits vorhandene Vorrichtungen verwenden.“ Mit der Schweißautomatisierung schaffte der Zulieferer zudem Freiraum für seine Schweißspezialisten, um neue Fertigungslösungen mit den Kunden zu entwickeln und in die Produktionsabläufe einzubinden.
Beim dritten FlexibleCube von SD Hirsch handelte es sich um den Typ C-DP 05, ausgestattet mit einem manuellen, pneumatisch unterstützten Drehpositionierer mit 250 kg Traglast je Seite. Der Bediener kann den Drehpositionierer taktzeitparallel be- und entladen, während der Roboter im Inneren der Zelle schweißt.
Der Zulieferer SD Hirsch automotive ist seit langem ein Automationsprofi. Für Unternehmen außerhalb des Automobilbaus muss dies nicht unbedingt gelten. Karl Messer von Kuka Industries sieht hier Potenzial: „Mittelständler aus anderen Branchen sind oft noch weit entfernt vom automatisierten Schweißen – obwohl sie den Markt als Global Player bedienen. Hier können wir helfen.“
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