Der Hygienetechnik-Spezialist Meiko setzt auf ein neues Roboter-Biegesystem. Die Anlage produziert im Dreischichtbetrieb bedienerlos über 120 verschiedene Edelstahl-Blechteile – und dies mit hoher Kontinuität und Reproduzierbarkeit.
Die Meiko Maschinenbau GmbH & Co. KG, Offenburg, zählt in der Hygienetechnik zu den besten Adressen weltweit. Das 1200-Mitarbeiter-Unternehmen fertigt Systeme für die gewerbliche Geschirrspül-, Reinigungs- und Desinfektionstechnik im Pflegebereich. Im Stammwerk Offenburg verarbeitet Meiko jährlich rund 2300 t Edelstahlbleche.
Um die hohen Kundenansprüche zu erfüllen, setzen die Badener konsequent auf Rationalisierung der Produktion bei gleichzeitiger Steigerung der Qualität. Moderne Hochleistungsanlagen kennzeichnen ihre Fertigung. Dazu gehören neben automatisierten Laserschneidanlagen vor allem 3-Punkt-Gesenkbiegemaschinen des Typs Hämmerle des Schweizer Blechbearbeitungsspezialisten Bystronic Laser AG, Niederönz.
Beim automatischen Biegen sieht sich Meiko weltweit als Kompetenzführer und will diesen Vorsprung ausbauen. Produktionsleiter Franz Nöst erinnert sich: „Wir kennen alle relevanten Systeme bis ins Detail, fanden aber keine Alternative, die unsere bestehenden manuellen Anlagen in Produktivität, Leistungsfähigkeit, Durchgängigkeit und vor allem Flexibilität überbot. Daher suchten wir nach einem automatischen Biegesystem. Es sollte sich extern einfach programmieren lassen und ohne großen Werkstattaufwand gleich mit der Produktion starten können.“ Da auf dem Markt keine passende Standardlösung zu finden war, nahm Meiko Kontakt zu ABB Robotics, Friedberg, und zu Bystronic auf.
Die Wahl fiel schließlich auf eine von ABB, Bystronic und Meiko gemeinsam entwickelte maßgeschneiderte Automationslösung, und die Offenburger erteilten den Auftrag zum Bau einer Roboter-Biegezelle. Diese basiert auf einer Hämmerle-Gesenkbiegepresse mit einer Kantlänge von 4000 mm, bei der die 3-Punkt-Biegetechnik für hohe Präzision sorgt. Ein ABB-Roboter des Typs IRB 4400 L bedient die Presse und handhabt die zwischen 0,5 und 2 mm dicken Edelstahlbleche. Nach Angaben der Verantwortlichen ist die Biegezelle derzeit weltweit einmalig. Im Dreischichtbetrieb fertigt sie bedienerlos über 120 verschiedene Teile.
Das Ende der Prozesskette bei Meiko bildet die Fügetechnik. Eine erfolgreiche Automatisierung setzt hier ein hohes Maß an Präzision der Vorarbeit voraus. Dies gilt für das WIG-Schweißen und noch mehr für das robotergestützte Laserschweißen. Hier sind Spaltmaße von 0,1 mm zwingend einzuhalten, um die erforderliche Prozesssicherheit zu erzielen. „Die Genauigkeit beim Biegen entscheidet über den Erfolg des gesamten Fertigungsprozesses“, weiß Nöst.
Die Bleche erhalten möglichst viel Funktionalität durch optimal aufeinander abgestimmte Biegefolgen. Dies führt zu einer höheren Anzahl an Biegungen pro Teil und zu einem komplexeren Biegeprozess, reduziert aber deutlich die Anzahl der zum Zusammenbau erforderlichen Schweißnähte und die damit verbundenen Kosten. Mit jeder zusätzlichen Biegung steigen die Anforderungen an die Maßgenauigkeit. „Früher gab es Freimaßtoleranzen, die es uns erlaubten, auf einer Biegelänge von 2000 Millimetern mit Ungenauigkeiten im Ein-Millimeter-Bereich gut zu leben. Heute müssen wir selbst bei weit größeren Biegelängen im Zehntelbereich genau fertigen“, bringt Nöst das Problem auf den Punkt. Die Anforderung an das Roboter- Biegesystem lautet daher, dass im automatisierten Prozess jedes Teil mit gleicher Qualität jederzeit reproduzierbar aus der Anlage kommen muss. Dies gilt erschwerend vor dem Hintergrund kleiner und häufig wechselnder auftragsbezogener Losgrößen.
Aufgrund der hohen Anforderungen war schnell klar, dass die hochpräzise 3-Punkt-Biegetechnik von Hämmerle die fertigungstechnische Basis bilden sollte. Bystronic lieferte die Presse mit Roboterschnittstelle und mit allen erforderlichen Sensoren an den Hinteranschlägen. ABB Robotics übergab nach Voraufbau in Friedberg die komplette Anlage inklusive des auf einer 12 m langen Verfahrachse montierten Roboters an den Kunden.
Nach Klärung der biegetechnischen Anforderungen war noch die integrierte Softwarelösung als Basis der Offline-Programmierung des Robotersystems zu klären. Ziel des Kunden war, eine Geometrie mit Materialvorgaben einzuspielen und dann das Roboter- und Biegeprogramm extern auf Knopfdruck zu programmieren. Anschließend sollte sich in der Werkstatt der Auftrag mit minimalem Rüstaufwand automatisch abarbeiten lassen – eine echte Herausforderung für Bystronic und ABB. Es galt eine offene Schnittstelle zu realisieren, um die Vorgaben der Bystronic-Biegesoftware Bybendpart in das ABB-Programmiersystem BendWizard zu übertragen. Letzteres sollte auf Basis dieser Informationen das Roboterprogramm für die Biegefolge generieren.
Von der Vision der Ein-Knopf-Programmierung ist man bei Meiko zwar noch ein kleines Stück entfernt, aber die bisher erzielten Ergebnisse können sich sehen lassen. Die Biegezelle kann heute bereits eigenständig die Palette aus dem Hochregallager anfordern. Weiter übermittelt sie die Position der Bleche am Bereitstellungsplatz automatisch an die Steuerung der Biegezelle. So weiß der Roboter jederzeit genau, wo er zugreifen muss. Nach der Blechaufnahme folgen die Doppelblechkontrolle, das Positionieren, die verschiedenen Biegefolgen in Zusammenarbeit mit der Presse und eventuelle Umgreifoperationen. Zum Schluss legt der IRB 4400 L die fertig gebogenen Teile exakt positioniert auf Euro-Paletten. Die Zellenprogramme lassen sich bereits an einem externen Arbeitsplatz automatisch generieren, benötigen aber noch ein schrittweises manuelles Quittieren. Größter Vorteil der Offline-Programmierung: das Erstellen von Pressen- und Roboterprogramm parallel zur laufenden Produktion.
Dipl.-Ing. Hans P. Fritsche Freier Fachjournalist beim Redaktionsbüro Gerd Trommer in Gernsheim
Anzahl der Schweißnähte und Kosten reduziert
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