Die heutige Schöneweiss & Co GmbH ist Zulieferer der Automobilindustrie. Daneben zählen Hersteller von Schienenfahrzeugen zu den Abnehmern. Fertigungsschwerpunkte sind Vorderachsen und andere Fahrgestellteile, Lenkungs‑ und Motorenteile für Nutzfahrzeuge sowie Rad führende und Antriebsteile für PKW. Das Unternehmen, das alle Arten der Wärmebehandlung anbietet und mehr als 600 Mitarbeiter beschäftigt, verkauft weltweit. Die Kunden haben ihren Sitz vornehmlich in Deutschland, England, Frankreich und Schweden sowie in der Türkei und den USA.

Im Jahr 2000 erreichte Schöneweiss einen Umsatz von 124,8 Millionen DM, davon entfielen 37,2 Millionen DM auf den Export. Das gemäß VDA 6, Teil 1 zertifizierte Unternehmen verfügt auf seinem 120.000 m2 großen Grundstück über eine Schmiedekapazität von etwa 40.000 Tonnen pro Jahr. Das Gewicht der Schmiedestücke schwankt zwischen einem und 140 kg, die maximale Länge beträgt 2.000 mm.

Mehr Produktivität und Prozesssicherheit

Für das Handling der glühend heißen Lkw- und Busvorderachsen, die 80 bis 180 kg wiegen, nutzt Schöneweiss seit Anfang Januar 2001 einen KUKA-Schwerlastroboter KR 350. Der Sechsachser ersetzte einen so genannten Andromaten. Diesen mit einem Greifer und einer Kabine ausgestattete Manipulator führten pro Schicht zwei Personen. Während einer der Werker den Manipulator bediente, ruhte sich der zweite von der sehr anstrengenden Tätigkeit aus oder verrichtete leichtere Arbeiten.

„Die Umstellung wurde notwendig, weil der Andromat aufgrund seines Alters störanfällig war. Außerdem ist er wesentlich langsamer als ein Knickarmroboter“, geht Dipl.-Ing. (FH) Rainer Liebermann, Assistent des Bereichsleiters Schmiede Werk 1, auf die Entscheidung ein. „Die Vorteile der neuen Konzeption sind offenkundig: Wir konnten unsere Produktivität und Prozesssicherheit nachhaltig steigern und gleichzeitig zwei Werker pro Schicht einsparen. Ferner entfallen durch das automatische Handling krankheitsbedingte Fehlzeiten. Obendrein mindern die jetzt anderweitig eingesetzten Mitarbeiter unseren eklatanten Personalmangel.“

Heiße Eisen anpacken

Der Schwerlastroboter ist in der Schmiedelinie der Achsenfertigung im Einsatz. Dort beginnt der Ablauf in einer Induktionsanlage mit dem Erwärmen des Stahls auf 1.250°C. Danach wird das Material über eine Reckwalze vorgeformt. Von da transportiert es ein Manipulator auf einer Schiene zur Biegepresse, die den Stahl vorbiegt. Sobald die Robotersteuerung von der Steuerung der Biegepresse die Nachricht erhält, dass Material zu entnehmen ist, beauftragt sie den KR 350. Insgesamt muss der Roboter mit seinem Greifer 42 verschiedene Achsen handhaben können. Entsprechende Programme sind in seiner Steuerung gespeichert. Hat der durch eine Schutzhülle weitgehend von den widrigen Umgebungseinflüssen abgeschirmte Roboter den rot glühenden Stahl gegriffen, fährt er damit auf einer Lineareinheit zum Schmiedehammer und legt es in die Gravur des Untergesenkes. Die Bewegung der Lineareinheit wird, als siebte Achse, ebenfalls von der Robotersteuerung koordiniert.

Im Schmiedehammer geben Form und Gewicht der Achse die Anzahl der Schläge vor. Wenn die Maschine ihre Tätigkeit beendet hat, bringt ein anderer Manipulator, der auf einer unter der Decke laufenden Schiene installiert ist, die Achse zur Abgratpresse. Von hier fällt die Achse dann automatisch in die Kallibrierpresse. Dort holt sie ein zweiter Roboter ab und setzt sie auf einen Verfahrwagen, von dem sie ein Krangreifer entnimmt und zum Abkühlen in einen Ständer legt. Den Abschluss der Schmiedelinie markieren Arbeitsschritte wie Härten, Anlassen und Strahlen.

Hohe Tragfähigkeit

Da der Sechsachser beim Handling etwa zwei Meter weit in die Maschinen ‘hineinfassen’ muss und zur ohnehin hohen Last ein Greifergewicht von rund 100 kg kommt, treten am Hebelarm besonders starke Kraftmomente auf. Dazu Rainer Liebermann: „Hinsichtlich der Anforderungen an den Roboter hatte eine hohe Tragfähigkeit oberste Priorität. Der KR 350 war zum Zeitpunkt der Investitionsentscheidung der einzige Roboter, der derart schwere Lasten, in Verbindung mit der benötigten Reichweite, handhaben konnte.“ Mittlerweile präsentierte die KUKA Roboter GmbH, Augsburg, einen KR 500 mit noch mehr Power, der mit seiner Tragkraft von 500 kg für diese Aufgabe allerdings überdimensioniert wäre.

Schöneweiss verlangte ferner eine hohe Wiederholgenauigkeit mit Toleranzen im Millimeterbereich, eine Verfügbarkeit von nahe 100 Prozent und eine große Flexibilität. Letztere ist allein schon im Hinblick auf die vielen Achstypen von grundlegender Bedeutung; unter Flexibilität ist jedoch auch eine einfache Programmierbarkeit neuer Achstypen über die gewohnte Windows-Oberfläche des KUKA Control Panels zu verstehen. Außerdem wünschte der Betreiber einen schnellen Roboter, der kurze Zykluszeiten realisiert. Die Taktzeit gibt die Achse durch ihre Größe und die daraus resultierende Verweilzeit im Induktionsofen und im Schmiedehammer vor; sie liegt für den KR 350 im Allgemeinen bei zirka 60 Sekunden für eine Achse, inklusive der Hin- und Rückfahrt zwischen Biegepresse und Schmiedehammer.

Positiver Nebeneffekt

Den Roboter kaufte Schöneweiss direkt von KUKA. Die Integration übernahm die Lasco Umformtechnik GmbH, Coburg. Das Unternehmen lieferte auch die rund 4.5 Meter lange Lineareinheit und den speziell für diese Applikation angefertigten Greifer, für den, wegen der verschiedenen Achsen, ein schmaler und ein breiter Backensatz zur Verfügung stehen.

Weil der Roboter schneller ist als der vorher genutzte Andromat, hat Schöneweiss in diesem Bereich Kapazitätsreserven. Somit kann das Unternehmen das entsprechende Handling problemlos anpassen, falls einmal mehr kleinere Achsen produziert werden, die mit kürzeren Taktzeiten auskommen. Die mögliche Steigerung des Durchsatzes ist aber nur ein positiver Nebeneffekt; wichtiger waren dem Betreiber die höhere Prozesssicherheit und das Ausschöpfen der vorhandenen Rationalisierungspotenziale.

Autor: Jürgen Warmbold, Freier Fachjournalist, 27327 Martfeld