Der Schwerlastroboter KR titan bei Rosenbauer

Ein riesiger Schwerlastroboter, ein hochmodernes Bearbeitungszentrum, eine maßgeschneiderte Automatisierungslösung: Wie Feuerwehrausrüster Rosenbauer gemeinsam mit KUKA, Promot und Hermle seine Produktion zukunftsfit gemacht hat.

In seiner engen Einhausung wirkt der gigantische Roboter fast noch gewaltiger. Umgeben von einem Palettenpool, greift sich der KR titan einzelne Spannpaletten mit Bauteilen, führt sie in das angeschlossene Fräs-Dreh-Bearbeitungszentrum und holt die fertigen Teile wieder heraus. Bearbeitet werden hier etwa hochkomplexe Pumpenteile oder Fahrwerksteile. Dazwischen schlichtet der KR titan selbstständig die Paletten in die für ihn passende Reihenfolge um. Trotz seiner enormen Größe geschieht das alles überraschend schnell und leise. Und es geschieht völlig autonom: Der Roboter im Produktionsbereich des Leondinger Feuerwehrausrüsters Rosenbauer arbeitet, wenn die Menschen schon gegangen sind. Dass die Anlage seit einigen Wochen reibungslos in Betrieb ist, verdankt sich der perfekten Kooperation mehrerer Unternehmen.

Große Pläne, wenig Platz

An derselben Stelle stand schon zuvor eine Fräs-Dreh-Maschine. Sie zu ersetzen, war alternativlos, erzählt Michael Schöftner, der Leiter der Mechanischen Fertigung bei Rosenbauer. Nach 14 Jahren waren zunehmend „Wehwehchen“ aufgetreten, die Reparaturen nahmen zu. „Wir waren auch hinsichtlich Auslastung und Produktivität am Limit, was in meinen Augen die Möglichkeit einer mannlosen dritten Schicht nötig machte. Gleichzeitig hat sich unser Bauteil-Spektrum erweitert, vor allem um Fahrwerksteile, die auf der alten Maschine nur noch schwierig zu fertigen waren.“

Die Produktion auszulagern, war keine Alternative: Viele der komplexen Teile sind absolute Know-how-Träger, deren Fertigung Rosenbauer nicht aus der Hand geben kann. Im Gegenteil: Bauteile der neuen Einsatzfahrzeug-Baureihe RT kamen hinzu, und weitere Teile, die aufgrund ihrer Größe bis dahin extern bearbeitet wurden, sollten nun ins Haus geholt werden.
Von Beginn an war klar, dass es ein Platzproblem geben würde: Die maximale Aufstellfläche von rund sechs mal sechs Metern stand den Plänen entgegen, die in Michael Schöftners Kopf immer größer wurden: Er wollte eine Maschine, die auch große Bauteile reibungslos bearbeiten kann, und er wollte die automatisierte Kombination mit einem Roboter und einem Palettenpool von 15 Spannpaletten in zwei unterschiedlichen Größen, um die mannlose dritte Schicht zu ermöglichen. Die Einkaufsliste wurde also sukzessive länger.

Das neue Herz der Produktion

Die Entscheidung für eine Hermle Fräs-Dreh-Maschine fiel relativ schnell. „Ich wollte schon seit zehn Jahren eine Hermle“, erzählt Michael Schöftner, „Größe und Typ sind für unsere Anwendungen maßgeschneidert.“ Hinzu kamen positive Feedbacks von Zuliefer-Unternehmen, die ihn in seiner Wahl bestärkten.
Geworden ist es schließlich eine C52U-MT, ein Bearbeitungszentrum, das Bauteile bis zu einer Größe von 1000 x 1100 x 750 mm bearbeiten kann und dabei laut Schöftner „eine enorme Maßhaltigkeit und Oberflächenqualität“ sicherstellt.

Die Maschine verfügt über eine Werkzeugspindel mit 14.000 U/min, ein Werkzeugmagazin mit 302 Werkzeugen mit HSK100-Aufnahme, eine innere Kühlmittelzufuhr, die den Kühlschmierstoff von 10-80 bar stufenlos programmierbar zum Einsatz bringt, Messtaster sowie Form-Control aus dem Hause Blum. Hinzu kommt das Hermle Information-Monitoring-Software System zur ständigen Kommunikation und Abfrage aller Zustände der Maschine.

Michael Schöftner verbrachte viel Zeit damit, die bislang größte Investition in die Mechanische Fertigung gegenüber dem Rosenbauer-Vorstand zu argumentieren. Er füllte mehrere Ordner mit Berechnungen zu ROI und Business Case, schlüsselte jeden Bauteil einzeln auf. Und bekam schlussendlich das Go für die maßgeschneiderte Automatisierungsanlage.

Ein System, wie ich es mir vorstellte, gab es bis dato nicht, vor allem nicht auf einem so stark limitierten Platz. Also habe ich mir erlaubt, eine für uns maßgeschneiderte Automatisierung selbst zu entwerfen.

Michael Schöfner, Leiter Mechanische Fertigung bei Rosenbauer

Ein Titan im Kinderzimmer

Denn nun ging es an die Automatisierung. Wie er das tat, hat das Potenzial, zu einer kleinen Rosenbauer-Legende zu werden: Gemeinsam mit seinem Sohn, einem „begeisterten Lego-Technik-Bauer“, setze er sich ins Kinderzimmer und bastelte aus Lego, einem Kuka-Robotermodell und ein paar kleinen Paletten einen Entwurf, der die Grundlage für die ersten Skizzen wurde. Und der der tatsächlichen Umsetzung erstaunlich nahekommt.
Dass es ein Kuka-Roboter sein würde, war ebenfalls relativ schnell klar. Auf der Suche nach einem Roboter, der auf engem Raum bis zu 900 Kilogramm schwere Paletten bewegen kann und gleichzeitig eine Reichweite von mehreren Metern hat, landete Michael Schöftner sehr bald beim KR titan, dem größten Modell von Kuka. Der KR titan 1000 ist der erste sechsachsige Schwerlastroboter mit offener Kinematik und Traglasten von bis zu 1.300 kg.

Nicht von der Stange

Der nächste Weg führte Schöftner zu den Spezialisten von Promot. In diesem Fall gab es eine gemeinsame Vorgeschichte, Rosenbauer hatte die individuellen Lösungen der Oberösterreicher bereits in mehreren Projekten schätzen gelernt. Eine Automatisierungslösung „von der Stange“ war angesichts der komplizierten Anforderungen keine Alternative. Nach mehreren Abstimmungsterminen mit Hermle, Kuka und Promot entstand schließlich die Lösung, die nun in Leonding in Betrieb ist.

Im Zentrum steht der Kuka KR 1000 titan in der sechsachsigen Standard-Ausführung. Bedingt durch die Palettengröße hat der Schwerlastroboter eine Traglast von „nur“ 850 Kilogramm und eine Reichweite von bis zu 4 Metern. Der Riese ist damit das zentrale Transport-Element des Promot Palmaster, in dem bis zu 15 Paletten zwischengelagert werden können. Und zwar – das war ein wesentliches Kriterium – Paletten in zwei unterschiedlichen Größen. Das dritte Element im Ensemble ist die Hermle C52-UMT. Über die Rüststation werden die auf Paletten aufgespannten Teile dem Palmaster zugeführt. Der KR titan nimmt sie entgegen und reicht sie in das Bearbeitungszentrum weiter, wobei er die große Reichweite durchaus ausnutzen muss. Nach erfolgter Bearbeitung holt der Roboter die Palette wieder ab und bringt sie zum Auf-, Um- und Abrüsten. Er holt sich also je nach Priorität immer wieder die Bauteile, lässt sie in der Maschine bearbeiten und legt sie wieder ab.

Gesteuert werden alle Abläufe von der Leitrechner-Software Prosys 3.1, eine langjährige Eigenentwicklung von Promot. Neben den Abläufen verwaltet die Software auch alle NC-Programme, berechnet Maschinenauslastung sowie Werkzeugbilanzen und verwaltet die Spannmittel im System. „In der dritten Schicht“, sagt Michael Schöftner, „kann nun also wirklich mannlos durchgefahren werden. Damit ist die Spitzenabdeckung gesichert, und wir können Engpässe in der Montagelinie sehr gut abfedern. Von Automatisierung und Robotik per se musste ich niemanden überzeugen, aber die Dimension war natürlich beachtlich. Dass mir das Unternehmen das Vertrauen geschenkt hat, diese Summe zu investieren, ist alles andere als selbstverständlich.“

Kooperation zwischen Rosenbauer, KUKA, Hermle und Promot

Work in progress

Michael Schöftner betont, dass die Möglichkeiten der Anlage, des Roboters und der Maschine aktuell noch bei weitem nicht ausgenützt werden, „aber wir wollen ja auch für die Zukunft gerüstet sein“. Und natürlich gibt es auch an anderen Stellen noch zu tun, zwei weitere Projekte schweben Schöftner derzeit vor, „und ich werde mich natürlich wieder an die gleichen Ansprechpartner wenden“.