Prozessoptimierung Individueller Greifer ist Schlüssel zum Produktivitäts-Kick

Autor / Redakteur: Florian Fritz / Dipl.-Ing. (FH) Reinhold Schäfer

Um die Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern, hat sich die Lang Metallwarenproduktion Neubrandenburg entschlossen, einen Montagearbeitsplatz zu automatisieren. Ein individuell gefertigter Leichtbaugreifer von Schmalz ermöglicht es, die Produktivität bei der Fertigung von Stanzbiegeteile mehr als zu verdoppeln.

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Mithilfe des Leichtbaugreifers SLG von Schmalz entnimmt der Roboter die gestanzten Bleche einzeln vom Stapel.
Mithilfe des Leichtbaugreifers SLG von Schmalz entnimmt der Roboter die gestanzten Bleche einzeln vom Stapel.
(Bild: Schmalz)

Eine optimierter Fertigung ist bei der Lang Metallwarenproduktion Neubrandenburg das Ziel. Das Unternehmen will damit erreichen, wettbewerbsfähig und ein attraktiver Arbeitgeber zu bleiben. Der Betriebsleiter Jörg Monsig sucht deshalb beständig nach Schwachpunkten im Prozess: „Wir wollen moderne, intelligente und vernetzte Arbeitsplätze schaffen.“ Bereits 2013 führte er ein betriebliches Gesundheitsmanagement ein und optimierte diverse Arbeitsprozesse nach ergonomischen Aspekten. Jetzt galt es, die Bestückung einer Punktschweißanlage zu automatisieren und damit die Produktivität und Arbeitsplatzsicherheit zu steigern.

Klare Anforderungen an die Handhabung

„Wir schauen immer, wo wir monotone manuelle Tätigkeiten vermeiden können“, erzählt der Betriebsleiter bei Lang und zeigt auf einen gelben Roboter, der durch einen Schutzzaun abgetrennt ist. Der Roboter greift Blechteile von einem Revolvertisch. Bis vor sechs Monaten stand hier ein Werker. Er nahm ein Stanzbiegeteil, bestückte damit die Punktschweiß-Anlage, die es mit einer automatisch zugeführten Mutter verband. Nach dem Fügen prüfte er die Verbindungsstelle. „Monotone Arbeiten führen tendenziell zu einer höheren Ausschussquote“, betont Monsig. Was ihn darüber hinaus störte: Lediglich eine Person konnte an der Anlage arbeiten, was den Output begrenzte.

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Das wollten die Verantwortlichen aus Woldegk ändern und starteten direkt ein F&E-Projekt mit Unterstützung des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung. Ihre Anforderungen an die Automatisierung: „Ein Roboter sollte die Bauteile von oben aufnehmen und vereinzeln. Dafür brauchten wir einen Greifer, der hohe Taktzeiten ermöglicht und auf fünf Meter pro Quadratsekunde beschleunigen kann“, sagt Monsig.

Eine mechanische Greiferlösung stellte sich als technische Sackgasse dar: Sie würde am Vereinzeln der dünnen Stanzbiegeteile mit den Maßen 150 mal 150 Millimeter und einem Gewicht von 500 Gramm scheitern. Eine pneumatische Variante stünde vor ganz anderen Herausforderungen: Die Greifflächen sind auf Grund von Gravuren, Löchern und der dreidimensionalen Geometrie begrenzt und liegen in verschiedenen Ebenen. „Eine Lösung von der Stange erschien uns schwierig“, schildert der Betriebsleiter.

Für die Vakuum-Experten der J. Schmalz GmbH war klar, dass Monsig und sein Team einen Greifer für eine Roboterautomation benötigen, der genau auf die besondere Geometrie der Blechteile zugeschnitten ist. Für die Vakuum-Experten lag die Lösung damit auf der Hand, denn der Leichtbaugreifer SLG kann individuell an die Blechteile angepasst werden – ohne Konstruktions- oder Fertigungsaufwand für den Anwender.

Online konfigurieren und kurzfristig montieren

Mithilfe der STL-Datei des Biegestanzteils konnte Monsig den Greifer online konfigurieren und schon wenige Tage später montieren. Damit Schmalz individuell gestaltete und automatisiert konstruierte Greifer in so kurzer Zeit liefern kann, werden 3D-Drucker genutzt. Die additive Fertigungstechnik reduziert nicht nur das Gewicht, sondern auch die Störkonturen, weil die Luftführung gleich in das End-of-Arm-Tool integriert wird und somit eine separate Schlauchführung entfällt. Entscheidend war auch ein sparsamer Betrieb: Der Greifer hält das Bauteil über eine lange Zeit fest – beim Aufnehmen, während des Schweißvorgangs und des Qualitätschecks bis zum Ablegen. Dafür eignet sich der Kompaktejektor SCPSi: Er erreicht dank seiner Eco-Düsentechnik ein hohes Saugvermögen bei minimiertem Druckluftverbrauch. Dieser lässt sich durch die integrierte Luftsparfunktion um bis zu 80 Prozent verringern.

Durch die automatisierte Anlage hat der Automobilzulieferer seinen Materialfluss optimiert. Ein Mitarbeiter stapelt die Biegestanzteile auf den Revolverdrehtisch und steht dabei in sicherem Abstand zum Roboter und dem Schweißautomaten außerhalb des Schutzzauns. Der Roboter greift die Teile einzeln vom Tisch ab und hält sie in die Punktschweißanlage. Stück für Stück hebt der Tisch den Stapel an, sodass der Roboter das Bauteil immer von der gleichen Position entnehmen kann. Die Schweißzange schließt sich und verbindet eine automatisch zugeführte Mutter mit dem Biegestanzteil mittels Widerstandspunktschweißen. Der Roboter hält das Bauteil während des Prozesses sicher fest und führt es anschließend vor eine Kamera, die die korrekte Verbindung prüft. Danach lässt er das Bauteil auf ein Förderband fallen.

Sicher und effizienter produzieren

Lang Metallwarenproduktion profitiert mehrfach von der Schmalz-Lösung: „Unsere Produktivität hat sich um 140 Prozent verbessert“, schildert Monsig. Darüber hinaus habe sich die Prozesssicherheit deutlich erhöht. „Das System läuft problemlos. Innerhalb von sechs Monaten haben wir 180.000 Bauteile ohne jegliche Störung geschweißt.“ Auch die Mitarbeitenden haben die Anlage sehr gut angenommen. „Wir konnten die Arbeitsbedingungen klar verbessern und die Tätigkeit ist sicherer geworden. Umständliche manuelle Tätigkeiten entfallen, und die Leistungsfähigkeit aller beteiligten Personen ist gestiegen – im Hinblick auf den demographischen Wandel ein wichtiger Aspekt. Mit dieser Lösung sind wir sehr zufrieden“, fasst Monsig zusammen. Viel Lob gibt es auch für den Service von Schmalz. „Die Lieferung erfolgte nur wenige Tage nach der Bestellung und die Anlage wurde vor Ort schnell montiert. Anschließend sind wir direkt durchgestartet.“

Mehr Effizienz im Presswerk

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