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Neue Wege im Mittelstand: Verzinkerei erweitert mit Schweißzelle ihr Portfolio
Kunden umfangreicher unterstützen, neue Aufträge generieren und als Unternehmen wachsen: Das schafft die schwäbische Verzinkerei Sulz, die zur Lichtgitter Gruppe gehört, mithilfe eines Schweißroboters. Möglich machten das der KUKA Systempartner KIWI-Automations GmbH und die kompakte Schweißzelle von KUKA.
Per Schweißroboter blitzschnell zu überzeugenden Nähten
Dass eine Verzinkerei Stahlteile verschweißt, ist ungewöhnlich. Die Kernkompetenz von Verzinkereien liegt im Feuer- oder Schleuderverzinken, um Stahlteile vor der Korrosion zu schützen. Doch die Verzinkerei Sulz GmbH aus Sulz am Neckar im Schwarzwald hat mit ihrem Schweißroboter samt Zelle noch mehr zu bieten. Wer den KR CYBERTECH nano bei der Arbeit beobachtet, würde nicht annehmen, dass diese Art von Auftrag hier ein Novum ist. Souverän und präzise verbindet der Schweißroboter mithilfe des Schweißgeräts das achteckige Prisma mit der kompakten Platte aus Stahl. Nach 90 Sekunden sind zwei Schweißvorgänge abgeschlossen. Ein Mitarbeiter entnimmt die fertigen Produkte und ersetzt sie durch zwei neue. „Die Qualität der Schweißnähte ist hervorragend“, freut sich Bernd D. Euschen, Geschäftsführer der Verzinkerei Sulz, über die roboterbasierte Lösung mit dem Schweißroboter KR CYBERTECH nano.
Automatisiertes Schweißen im Mittelstand
Der Schweißroboter bringt der Verzinkerei Sulz Vorteile bei der Akquise von Kundenaufträgen.
Weite Wege liefern Antrieb zur automatisierten Produktion
Die Schweißbaugruppen, an denen der KR CYBERTECH nano zum Einsatz kommt, zeichnen sich durch ihre vielseitige Verwendbarkeit und ihre Belastbarkeit aus. Es handelt sich um Adapter für eine geschweißte Anbindung an Stahlträgern, Anschweißplatten oder anderen Anbindestellen. Sie eignen sich zum Bau von Abhängungen, Traversen und weiteren Konstruktionen in Gebäuden und auf Baustellen. Früher, berichtet Euschen, seien diese Baugruppen mit Schweißnähten in wechselnder Qualität geliefert worden. Aber da waren auch wechselnde Lohnfertiger dafür verantwortlich und mal wurde per Hand, mal mit Robotern geschweißt.
Die Verzinkerei Sulz hat gemerkt: Roboter können die Automatisierung im deutschen Mittelstand in kurzer Zeit vorantreiben.
Der Vorteil: kontinuierliche Qualität, weniger Transport
Dafür hatte der Auftraggeber die Bauteile mit dem LKW zum Verschweißen nach Osteuropa transportieren lassen. Nach dem Schweißen transportierte der LKW die Schweißbaugruppen in den Schwarzwald zur Verzinkerei Sulz, zum Verzinken, Konfektionieren und für den Versand. „Unser Kunde musste also zweimal pro Woche 40 Tonnen auf die Straße schicken“, berichtet Euschen. Zufrieden war dieser damit ganz und gar nicht und suchte einen neuen Dienstleister für diese Aufgabe, „am besten in der Nähe“. So kamen Euschen und sein Team auf die Idee: „Warum machen wir das nicht hier in Sulz am Neckar?“
Perfekt abgestimmt: Die Zelle schweißt, die Mitarbeiter prüfen und verzinken die Schweißbaugruppen der Kunden.
Die kompakte Schweißzelle ist ideal auch für kleine Losgrößen.
Automatisiertes Schweißen als Novum für das Traditionsunternehmen
Euschen räumt ein, dass dieser Weg für seine Branche ungewöhnlich war: „Wir kennen jedenfalls keine andere Verzinkerei in Deutschland, die auch einen Schweißroboter hat.“ Dennoch habe der potenzielle Auftrag interessant geklungen und die Möglichkeit, künftig Tausende von Transportkilometern und jede Menge CO2 einzusparen, sehr reizvoll. Also entschieden Euschen und sein Team: „Wir machen das“ – um einen guten Kunden zu unterstützen und als Betrieb mit Fokus auf die ressourcenschonende Verarbeitung. So öffnete sich das Unternehmen, das auf rund fünf Jahrzehnte Erfahrung im Verzinken zurückblickt, einer neuen Herausforderung.
Hohe Schweißgeschwindigkeit und langjährige Erfahrung: der Schweißroboter KR CYBERTECH nano.
Integration eines Schweißroboters in der Produktion
Von Anfang an stand fest: Dieser Auftrag soll automatisiert werden. Denn die geplante Aufgabe einem der 65 Mitarbeiter der Verzinkerei zu übertragen, schied aus. Im Unternehmen wie in der gesamten Region sind keine Schweißer zu finden. Aber Bernd D. Euschen wusste, dass Roboter unter anderem das Laserschweißen, Rührreibschweißen und Schutzgasschweißen beherrschen und immer besser werden. Und um dem Prinzip der kurzen Wege treu zu bleiben, suchte Euschen nun einen fachkundigen Integrator in der Nähe. So lernte er Christoph Welle kennen, den Geschäftsführer der KIWI-Automations GmbH im badischen Oberkirch, die 2006 aus einem Konstruktionsbüro hervorging und seit 2016 KUKA Systempartner ist. Christoph Welle und sein Team waren sofort begeistert mit an Bord.
Kompakt und durchdacht: Bernd D. Euschen (links) und Christoph Welle einigten sich auf eine leicht und schnell integrierbare KUKA Schweißzelle.
Automatisiertes Schweißen von Blech, Edelstahl und anderen Produkten
„Die Aufgabe lautete: in relativ hohem Takt in konstanter Qualität die verschiedenen Produkte einer ganzen Produktfamilie zu schweißen“, erinnert sich Christoph Welle. „Es war nie ein Thema, diese Stückzahlen von bis zu 10.000 Bauteilen pro Monat von Hand zu schweißen. Weitere Vorgaben waren: eine gleichbleibende Qualität, die ich mit dem Roboter erreiche, und Flexibilität mit austauschbaren Vorrichtungen auf den Maschinen. Diese haben wir bausatzartig so gestaltet, dass man für verschiedene Teile von Produktfamilien schnell die Vorrichtungen umbauen und das Programm umwählen kann. So kann man nach kurzen Rüstzeiten ein neues Produkt bearbeiten.“
Beim manuellen Schweißen variiert die Qualität der Schweißnähte. Mit einem Schweißroboter ist das nicht der Fall.
Gut vernetzt in Mittelstand und Industrie 4.0
Bernd D. Euschen ergänzt: „Unsere Anforderung an die Anlage war, dass sie kompakt ist. Wir wollten erste Schritte in Richtung Roboterschweißen machen, dadurch lernen und Know-how aufbauen. Wichtig war uns auch, dass alle sicherheitstechnischen Dinge berücksichtigt werden.“ Da erwies sich als sehr hilfreich, dass das KUKA Team, das für den Auftrag zuständig war, Expertise in Schweißapplikationen mitbrachte. Ebenso zahlte sich aus, dass der Systemintegrator mit vielen Unternehmen in der blechverarbeitenden Industrie zusammenarbeitet und die Branche bestens kennt. So wurde auch die zur Verzinkerei Sulz und ihrem Auftraggeber passende Lösung gefunden.
Der Roboter hat durch automatisiertes Schweißen die Prozesse der Blechbearbeitung deutlich verbessert.
Dass wir jetzt auch schweißen können, bringt uns inzwischen zusätzliche Verzinkungsaufträge. Wir konnten unsere Kernprozesse stärken.
Die kleinste Zelle fürs Schweißen mit der passenden Größe
Die Entscheidung fiel zugunsten der kompakten Zelle. Sie ist 3.980 mm lang, 2.365 mm breit und 2.445 mm hoch und bietet damit viel Leistung mit kleinem Footprint. Eingesetzt wird dort ein KR CYBERTECH nano. Der schlanke Roboter mit dem minimalen Störradius überzeugt mit der kleinsten Zentralhand der Roboterklasse, hoher Wiederholgenauigkeit und großer Flexibilität. Als Schweißsystem wählten Euschen und Welle das ebenso zuverlässige wie kommunikationsfähige TPS 400i von Fronius. Mit dem manuellen Drehtisch als Positionierer, auf dem sich die Schweißvorrichtungen befinden, und der Robotersteuerung KR C4 small size zeigt Euschen sich zufrieden. Mithilfe der Software KUKA.Sim wurden vorab das Setzen der Schweißnähte und die Taktzeiten überprüft. Dann suchte und fand Euschen einen Mitarbeiter fürs Be- und Entladen der Zelle in seinem Team, stellte einen Mitarbeiter mit Programmierkenntnissen neu ein und es ging los.
Digitale Produkte ergänzen Schweißroboter
Die Software KUKA.ArcTech ergänzt das Robotersystem um intuitive Befehle, strukturierte Menüs und praktische Statustasten, die das einfache Schutzgasschweißen mit hoher Präzision ermöglichen. Mit Erfolg: „Ein Schweißvorgang dauert nicht einmal eine Minute“, freut sich Bernd D. Euschen. Je nach Typ der stählernen Fußplatten, rechnet Euschen vor, werden 5.000 bis 10.000 Bauteile im Monat verzinkfertig. „Pro Jahr“, informiert er, „sind wir knapp sechsstellig.“
Durch die richtige Software lässt sich die Digitalisierung im Mittelstand effizient und flexibel vorantreiben.
Die Bilanz nach neun Monaten fällt entsprechend positiv aus: „Wir hatten kalkuliert, dass es bis zum Return on Invest 2,5 Jahre dauern würde, sind aber zuversichtlich, dass wir es nach eineinhalb bis zwei Jahren schon geschafft haben werden.Denn dass wir jetzt auch schweißen können, bringt uns inzwischen zusätzliche Verzinkungsaufträge. Wir konnten unsere Kernprozesse stärken.“
Perfekte Schweißnähte bei überschaubaren Investitionen
In Zeiten des Fachkräftemangels, findet Euschen, führt für viele kleine und mittelständische Unternehmen an der Automatisierung kein Weg vorbei. Anderen Unternehmern macht er Mut: „Man kann ganz klar sagen: Die Investitionskosten sind überschaubar, aber die Möglichkeit, damit erste Schritte zu wagen, Know-how aufzubauen und erste gute Kundenaufträge an Land zu ziehen, ist sehr hoch.“ Auch Christoph Welle zeigt sich zufrieden: „Für uns als Anlagenbauer ist dieses Projekt ein sehr gutes Pilotprojekt, um auch anderen Firmen zu zeigen, dass der Einstieg in die Automatisierung nicht schwer sein muss. Dass man da keine Hemmungen haben muss, sondern langsam reinwachsen kann auch als kleiner Betrieb.“
Die Schweißzelle hat das Kerngeschäft der Verzinkerei diversifiziert.
KUKA, ergänzt er, haben beide Unternehmen als „zuverlässigen, kompetenten Partner erlebt sowohl im Thema Automatisierung als auch im Thema Schweißqualifikation. Das Team hat uns in Sachen Schweißprogrammierung und Schweißoptimierung sehr gut unterstützt.“ Nur so wurde möglich, dass beim Blick auf den Schweißroboter der Eindruck entsteht, hier sei immer schon geschweißt worden.
Weitere Ideen für Automatisierung und Digitalisierung
Die Belegschaft der Verzinkerei Sulz trug die Entscheidung, einen Schweißroboter zu integrieren, gerne mit – schließlich entfielen keine Arbeitsplätze. Im Gegenteil. „Wir haben Mitarbeiter wegen der Anlage und dem Schweißroboter neu eingestellt, weil wir uns darüber im Klaren waren, dass wir hier Know-how aufbauen müssen“, berichtet Euschen. „Insgesamt nehmen unsere Mitarbeiter die Automatisierungslösung interessiert und sehr, sehr positiv wahr. Sie sehen, dass man neue Wege geht und damit den Standort sichert.“ Der Großkunde, für den der Schweißroboter so umfangreich im Einsatz ist, stellt indes neue Aufträge in Aussicht. Auch andere potenzielle Kunden haben bereits angeklopft. Bernd D. Euschen und sein Team planen gemeinsam mit KIWI-Automations bereits weitere Automatisierungslösungen mit KUKA.
