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Roboter machen die Speicherfertigung zukunftssicher

Kürzere Umrüst- und Fertigungszeiten
Roboter machen die Speicherfertigung zukunftssicher

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In der Warmwasserspeicher-Fertigung der Bosch Thermotechnik in Eschenburg stehen die Zeichen auf Zukunft. Mit Plattform-Konzepten und einer modernen Fertigung will die Werksleitung im Weltmarkt wettbewerbsfähig bleiben und weiter expandieren. Erster Schritt ist die Integration einer Roboterschweißanlage von Cloos, mit der sich Umrüst- und Fertigungszeiten reduziert lassen.

In Eibelshausen werden Komponenten für die Heizungsindustrie gefertigt, aktuell Warmwasser-Speicher in den Größen 120 bis 3000 l. „Speicher sind in Zeiten von Solartechnik, Holzpellet-Systeme sowie optimierten Öl- und Gas-Heizungen ein Wachstumsmarkt“, weiß Werksleiter Marcus Pfaar. „Mit unseren 300 Mitarbeitern fertigen wir Speicher für die internationalen Marken der Bosch Thermotechnik“. Seit einiger Zeit laufen umfassende Restrukturierungsmaßnahmen, um das Traditionswerk für die Zukunft wettbewerbsfähig zu halten. „Wir überarbeiten unsere Produktpalette hin zu flexiblen Plattform-Konzepten“, so Pfaar. Neben der Produktüberarbeitung optimieren die Bosch-Fachleute Materialfluss und Maschinenpark. „Geplant ist die Integration einer neuen Roboterschweißanlage, auf der wir Boden- und Deckelschalen vollautomatisch mit dem Speichermantel verbinden“, erklärt Hans Dieter Lobeck, der als Abteilungsleiter verantwortlich ist für die komplette Technik im Werk.

Welches Rationalisierungspotenzial allein in diesem Arbeitsgang steckt zeigen Vergleichszahlen: Während bei der alten Schweißanlage pro Umrüstung auf eine andere Speichergröße bis zu acht Arbeitsstunden aufgewendet wurden, lässt sich das auf der neuen Cloos-Anlage mit ihren durchdachten Handlingssystemen in knapp 20 Minuten erledigen. „Damit können wir schnell und flexibel auf Kundenaufträge eingehen und sind selbst bei kleinen Stückzahlen wirtschaftlich“, so Marcus Pfaar.
Die Entscheidung für die Technik von Cloos fiel nach einem längeren Prozess der Marktrecherche und Verhandlungen. „Kurze Rüst- und Fertigungstaktzeiten, ein zukunftsorientierter Maschinenbau, die optimale Ersatzteilversorgung und ein schneller Service standen in unserem Pflichtenheft ganz oben“, erinnert sich Lobeck. „Nach der Auswahl der Anbieter fiel aus technischen wie betriebswirtschaftlichen Gründen die Entscheidung für Cloos.“ Dass der Schweißtechnik-Spezialist im nahegelegenen Haiger und die Siegener Werksvertretung Lixfeld in der Region sitzen, ist ein zusätzlicher Pluspunkt. „Derzeit haben wir ein Dutzend Roboteranlagen von Cloos im Einsatz, manche schon seit gut 20 Jahren“, verweist Lobeck auf eine langjährige Geschäftsbeziehung.
Es galt eine verkettete Fertigungsanlage inklusive Fördertechnik zu realisieren, die zu den vor- und nachgeschalteten Arbeitsgängen passt. Die neue Roboterschweißanlage haben die Experten von Cloos symmetrisch aufgebaut, damit Deckel und Boden gleichzeitig mit dem Blechmantel verschweißt werden können. Zwei spezielle Revolver-Positionierer mit vier unterschiedlich großen Spannfuttern lassen sich im Handumdrehen auf die jeweils zu fertigenden Speicher-Durchmesser von 650, 790, 800 und 900 mm umstellen. „Mit dieser cleveren Mechanik und der zugehörigen Software bietet uns die Anlage eine Flexibilität, die unsere Fertigung optimiert“, so Lobeck. Sind Deckel und Boden eingespannt, wird der Mantel mit der innenliegenden Heizschlange per Förderband und Shuttle positionsgenau zugeführt. Danach fügt die Anlage fügt die drei Bauteile zusammen. Dabei lassen sich verschiedene Mantelhöhen produzieren. Während des Schweißvorgangs wird der komplette Speicher unter den Schweißbrennern um 360° gedreht. Dazu hat Cloos zwei Schweißroboter vom Typ Qirox in die Anlage integriert. Die benötigten Schweißströme werden über Impulsstromquellen der Serie Quinto bereitgestellt. Diese Systeme sind mit einer integrierten Schweißdatenüberwachung ausgestattet und sorgen für exakte Schweißergebnisse.
Während die beiden Roboter im Master-Slave-Betrieb simultan arbeiten, legt der Bediener außerhalb des Roboterbereichs bereits den nächsten Deckel und Boden in die Positionierstation ein. Damit erreicht die Anlage reibungslose und zeitoptimierte Arbeitsabläufe. Für einen 650-mm-Speicher braucht die Roboteranlage etwa sechs Minuten. In dieser Zeitspanne schweißt der Maschinenbediener beispielsweise die Flansche an. Durch den Einsatz moderner Laser-Offline-Sensoren wird die genaue Lage der Schweißfugen erkannt und ausgemessen. Bei Wandstärken bis 6 mm werden die HV-Nähte im MAG-Eindraht-Prozess sicher geschweißt. Lobeck: „Wir haben mit der Anlage die Option, auch das Tandem-Verfahren einzusetzen, was quasi zur Verdoppelung der Schweißgeschwindigkeit führen würde.“ Das mache aber nur Sinn, wenn sich die vor- und nachgeschalteten Prozesse entsprechend beschleunigen ließen.
Acht Monate nach Auftragsvergabe wurde die komplexe Schweißanlage ausgeliefert. Während die Umbauarbeiten an der Fertigungshalle noch in vollem Gange waren, wurde die Schweißanlage mit ihren Fördersystemen parallel aufgebaut. „Drei Monate später waren wir produktionsbereit“, erinnert sich Lobeck. Dann folgten die Schulung der Mitarbeiter, das Erstellen der Bauteil-Programme und das Einfahren der Anlage. Seit rund einem Jahr läuft die Serienproduktion im Zwei-Schicht-Betrieb. Mit der Zuverlässigkeit der Anlage sind die Bosch-Mitarbeiter zufrieden. Gefordert war eine Verfügbarkeit von 94 Prozent, in der Praxis werden jetzt 98 Prozent erreicht. Die nächste Roboteranlage aus Haiger ist schon angedacht. Mit einer Plasma-Schneidanlage will Bosch Thermotechnik die Ausbrüche in die gewölbten Deckel und Böden einbringen. Damit soll die Fertigungstiefe weiter ausgebaut und die Qualität gesteigert werden. Ziel ist, das Werk in Eibelshausen zu einem Kompetenzzentrum zu machen, das vom Blech bis zum fertigen Wasserspeicher alle Fertigungsschritte im eigenen Haus hat.
Walter Lutz ist Fachjournalist in Haiger
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