Mehr Power, mehr Reichweite: KUKA-Roboter in der Glasproduktion

Der niederösterreichische Maschinenbauer LiSEC implementiert nun erstmals Roboter von KUKA bei der Härtebettbeladung.

Maschinen für die Flachglasindustrie sind das Metier der LiSEC GmbH

Die Produktpalette umfasst begonnen von Glaszuschnitt- und Sortiersystemen, Einzelkomponenten und kompletten Produktionslinien sowie Glaskanten-Bearbeitungsmaschinen und Vorspannanlagen über die entsprechende Software auch die passenden Serviceleistungen. „Mit unseren Maschinen verarbeiten und veredeln unsere Kunden zum Beispiel Isolierglas für Glasfassaden oder Glas für Stiegengeländer“, erklärt Bernhard Leitner, Product Manager Logistics bei LiSEC. Aus dem 1961 von Peter Lisec gegründeten glasverarbeitenden Kleinbetrieb wuchs binnen bald 60 Jahren ein weltweit tätiger Maschinenbau-Konzern mit aktuell rund 1.250 Mitarbeitern, davon ca. 800 am Hauptsitz Seitenstetten. Zu den größten Absatzmärkten für das Unternehmen gehören neben Europa die USA, China sowie Australien und Neuseeland. Namhafte Fensterproduzenten, Fassadenbauer, Glasverarbeiter etc. rund um den Globus finden sich in der Kundenliste. „Bei Großkonzernen und Mittelständlern der Flachglasindustrie gewinnt der Automatisierungsgrad immer mehr an Bedeutung“, ergänzt Andreas Mader, Technical Expert & Project Coordinatior bei LiSEC. Dem tragen die Niederösterreicher voll Rechnung, nicht zuletzt durch die durchgängige Digitalisierung und Integration von Produktionssteuerungssoftware und Maschinensteuerung in einen übergeordneten Anlagenverbund.

Kuka und Lisec Roboter bei der Arbeit — KUKA Roboter bei LiSEC im Einsatz (c) Martin Gold

Das entsprechende Know-how in der Flachglasmaschinenindustrie

Um diese Lösungen selbst in der Hand zu haben, entwickelt LiSEC die Software im eigenen Haus. Leitner: „Unsere Kunden profitieren, weil wir als einziges Unternehmen in der Flachglasmaschinenindustrie auch Großprojekte umfassend planen und abwickeln können.“ Dafür ist die Software, neben der breiten Produktpalette, der Schlüssel. Das Erfolgsrezept ist schnell umrissen: Know-how. Leitner gibt Einblick: „Wir kennen die internen Produktionsabläufe der glasverarbeitenden Industrie bis in die Tiefe, wissen um deren Planung, Abwicklung und auch die Herausforderungen von Grund auf Bescheid.“ Daraus resultiert eine breit angelegte Engineering-Kompetenz. Dabei ist LiSEC in der glücklichen Lage, sich auch immer wieder Tipps von sich selbst holen zu können. Das Unternehmen betreibt nämlich einen eigenen glasverarbeitenden Betrieb, die Glastech Produktions- und Verfahrenstechnik GmbH. Hier finden sich auch die Ursprünge des Unternehmens. Und aus dem Bestreben, für sich selbst stets die besten Maschinen zu bauen, wurde die Kernkompetenz der Niederösterreicher. Der intensive interne Know-how-Transfer schlägt sich in der von Kunden in aller Welt geschätzten Qualität der Maschinen und Anlagen nieder.

Kuka Lisec Roboter in Härtebettbeladung — Der Roboter punktet im Vergleich zu Walzenförderanlagen durch ein Plus an Flexibilität und Wiederholgenauigkeit (c) Martin Gold

Wärmeverteilung bestimmt Positionierung

Automatisierung spielt – wie erwähnt – bei vielen Kunden von LiSEC eine wichtige Rolle. So war es auch letztlich nur eine Frage der Zeit, bis Roboter in der Flachglasfertigung Einzug hielten, im konkreten Beispiel bei der sogenannten Härtebettbelegung. Im Härteofen wird Isolierglas auf knapp 700 °C erhitzt und anschließend sehr schnell mittels eines Luftstroms abgekühlt. Dieser vordergründig betrachtet einfache Prozess hat es in sich: Denn – will man den Härteofen mit hohem Durchsatz betreiben – müssen z.B. die Wärmeträgheit der Transportrollen berücksichtigt und während des Prozesses entstehende Luftverwirbelungen beachtet werden. Erschwerend kommt hinzu, dass die Glasplatten in der Regel von unterschiedlicher Größe sind. Passieren hier Fehler – sprich: kommt es zu einer ungleichmäßigen Wärmeverteilung auf der Glasplatte – entstehen leichte Wellen an der Oberfläche, die die Glasqualität nachhaltig mindern, da sie den optischen Eindruck etwa bei einer Glasfassade empfindlich stören würden. Dem begegnet LiSEC mit der optimierten Härtebettbelegung. Die in der korrekten Reihenfolge zusammengefügten Isolierglasschichten werden gemäß einer softwaretechnisch höchst anspruchsvollen Vorausberechnung Stück für Stück in einer bestimmten veränderlichen Position dem Härtebett zugeführt, welche die wärmetechnischen Verhältnisse im Härteofen weitestgehend berücksichtigt. Das Beispiel verdeutlicht, welchen Wert die In-House-Softwareentwicklung bei LiSEC einnimmt.

Kuka Lisec Roboter Wide Teaser — Selbstverständlich wird die Härtebettbelegung vor Auslieferung komplett aufgebaut und auf Herz und Nieren geprüft.(c) Martin Gold

Vorschub in Sachen Flexibilität

„Zu diesen hohen Herausforderungen kommt noch die Individualisierung der Anlage für jeden Kunden“, erläutert Bernhard Leitner. „Auch hier bieten wir eine hohe Flexibilisierung an, bis hin zu unterschiedlichen Belegungen und Temperaturen je nach Jahreszeit.“ Schnell wird klar: Ohne tiefes Verständnis für den Prozess und umfassendes Know-how – insbesondere auch bei der Softwareparametrierung – hätte man am Markt keine Chance. Alles steht und fällt jedoch mit der exakten Positionierung des Glases vor dem Einbringen in den Härteofen. Diese Aufgabe wurde bisher mittels Walzenförderanlagen bewältigt, diese hatten allerdings durchaus Nachteile: Der Platzverbrauch war groß und die Flexibilität gering, da lediglich vorgegebene, fixe Referenzpositionen möglich waren. Dafür setzt LiSEC nun weltweit erstmalig bei einer Anlage für einen australischen Kunden einen Roboter ein. Die Vorteile treten schnell zutage: Die Flexibilität bei der Positionierung ist jetzt naturgemäß enorm – dies geht sogar so weit, dass Glasplatten nun gedreht dem Härteofen zugeführt werden können. „Bei Dimensionen der Glasplatten von 3,30 m Breite ist aber auch die Reichweite des Roboters entscheidend“, so Leitner. Bei solchen Anforderungen wird das Angebot am Robotermarkt schnell eng.

Kuka Lisec Bedienbarkeit — Die einfache Bedienbarkeit und das umfassende KUKA-Service-Paket kommt Anwendern sehr entgegen. (c) Martin Gold

Hohe Traglast bei großer Reichweite

Hier kommt KUKA ins Spiel, denn dank der breiten Produktpalette fand sich im Portfolio des global agierenden Roboterherstellers eine Type, die diese Aufgabe brillant erfüllt: Der Sechsachser KR 180 R3500 ultra K punktet mit 180 kg Traglast bei 3,5 m Reichweite und geringem Eigengewicht. Übrigens: Sind die Glasplatten schwerer, werden sie vom Roboter nicht gehoben, sondern mit Luftkissenunterstützung gezogen. Die Geschwindigkeit ist hoch und damit die Produktivität: eine deutliche Steigerung zu Walzenförderern. Dazu kommt ein deutlich geringerer Wartungsaufwand – bei gleichzeitig besserer Zugänglichkeit. „Ein weiteres Feature des Roboters ist die geringe erforderliche Stellfläche“, ergänzt KUKA-Account Manager Alexander Ahrer. Dies kommt insbesondere auch bei Anlagenmodernisierungen zum Tragen, wenn der vorhandene Platz ohnehin begrenzt ist.

Kuka Roboter bei LiSEC — Der Sechs-Achs-Roboter KR 180 R3500 ultra K verfügt über 180kg Traglast bei 3,5 m Reichweite (c) Martin Gold

KUKA-Roboter im Einsatz

Im konkreten Fall ist der Roboter auf der KUKA-Lineareinheit KL 4000 positioniert, die ebenfalls schlank gebaut und überdies komplett geschraubt ist. Ahrer: „Schweißarbeiten bei der Installation sind so nicht mehr nötig.“ Damit die Oberfläche der Glasplatten keinen Schaden nimmt, wollen diese natürlich sanft behandelt werden. Auch hier gilt: Der feinfühlig greifende Roboter ist ein deutlicher Fortschritt zur Walzenförderanlage. Die Vakuumsauger sind darüber hinaus mit einer speziellen Hülle versehen, die Abdrücke weitestgehend verhindert. Und es gibt noch einen großen Vorteil des Robotereinsatzes: Die Wiederholgenauigkeit des gesamten Prozesses wird gesteigert und damit einher geht ein wesentlich einfacheres Identifizieren von Fehlern im Prozess.

Wir investieren laufend, um die Bedienung unserer Roboter so einfach und sicher wie möglich zu halten und die Kunden mit unserem Know-how und Engineering-Dienstleistungen zu unterstützen. Das gilt insbesondere auch für den Einstieg.

Alexander Ahrer, Account Manager

Service als Rundum-Paket

„Neben der technischen Performance hat uns überzeugt, wie problemlos sich der Roboter programmieren und in Betrieb nehmen ließ“, unterstreicht Andreas Stöger, bei LiSEC verantwortlich für die Programmierung, die richtige Entscheidung. „Wir konnten zudem zu jeder Zeit auf die Unterstützung von KUKA bauen. Die Serviceleistungen rund um das Produkt waren und sind hervorragend.“ Übrigens: Ein zweiter, identer Roboter entlädt nach dem Härteprozess den Ofen und macht die Anlage komplett.