De heavy payload robot KR titan bij Rosenbauer

Een enorme robot voor heavy payloads, een uiterst modern bewerkingscentrum, een automatiseringsoplossing op maat: hoe brandweerleverancier Rosenbauer samen met KUKA, Promot en Hermle zijn productie toekomstklaar gemaakt heeft.

In zijn smalle behuizing lijkt de gigantische robot bijna nog reusachtiger. Omringd door een palletpool pakt de KR titan afzonderlijke spanpallets met onderdelen op, voert deze in het aangesloten frees-draai-en bewerkingscentrum en haalt de afgewerkte onderdelen er weer uit. Hier worden bijvoorbeeld zeer complexe pompdelen of chassisonderdelen bewerkt. Tussendoor herschikt de KR Titan zelfstandig de pallets in de volgorde die hem het beste uitkomt. Ondanks zijn enorme afmetingen gebeurt dit alles verrassend snel en stil. En dat volledig autonoom: de robot in de productiesector van brandweerleverancier Rosenbauer werkt ook, als de mensen al weg zijn. Dat de installatie sinds enkele weken probleemloos draait, is te danken aan de perfecte samenwerking tussen meerdere bedrijven.

Grote plannen, weinig ruimte

Een frees-draaimachine had eerder op dezelfde plaats gestaan. Er was geen alternatief voor vervanging, legt Michael Schöftner uit, hoofd mechanische productie bij Rosenbauer. Na 14 jaar kwamen er steeds meer "pijntjes" en de reparaties namen toe. "Ook qua bezetting en productiviteit zaten we op het maximum, wat voor mij de mogelijkheid van een onbemande derde ploeg noodzakelijk maakte. Tegelijkertijd is ons componentenspectrum uitgebreid, vooral met chassisonderdelen die op de oude machine moeilijk te produceren waren."

Uitbesteding van de productie was geen optie: Veel van de complexe onderdelen zijn absolute know-how-dragers, en Rosenbauer kan het zich niet veroorloven de productie ervan uit te besteden. Integendeel: Componenten van de nieuwe RT-serie hulpverleningsvoertuigen werden toegevoegd, en andere onderdelen die voorheen vanwege hun omvang extern werden verwerkt, moesten nu in huis worden gehaald.
Vanaf het begin was duidelijk dat er een ruimteprobleem zou ontstaan: het maximale oppervlak van ongeveer zes bij zes meter stond de plannen in de weg die steeds groter werden in het hoofd van Michael Schöftner: Hij wilde een machine die probleemloos grote onderdelen kon verwerken, en hij wilde de geautomatiseerde combinatie met een robot en een palletpool van 15 klempallets in twee verschillende maten om de onbemande derde shift mogelijk te maken. De boodschappenlijst werd dus steeds langer.

Het nieuwe hart van de productie

De keuze voor een Hermle frees-draaimachine was relatief snel gemaakt. “Ik wilde al tien jaar een Hermle”, aldus Michael Schöftner, “de grootte en het type zijn perfect op maat gemaakt voor onze toepassingen.” Bovendien was er positieve feedback van toeleveringsbedrijven die hem aanmoedigde in zijn keuze.
Uiteindelijk werd het een C52U-MT, een bewerkingscentrum dat onderdelen tot een grootte van 1000 x 1100 x 750 mm kan bewerken en daarbij volgens Schöftner “een enorme maatvastheid en oppervlaktekwaliteit” garandeert.

De machine is uitgerust met een gereedschapsspil met 14.000 omw/min, een gereedschapsmagazijn met 302 gereedschappen met HSK100 opname, een interne koelmiddeltoevoer, die het koelsmeermiddel van 10-80 bar traploos programmeerbaar op de toepassing brengt, meetsondes alsmede vormbesturing van Blum . Verder is er het Hermle informatiebewakingssoftwaresysteem voor een constante communicatie en opvragen van alle machinestatussen.

Michael Schöftner besteedde veel tijd aan het beargumenteren van de grootste investering ooit in mechanische productie aan de directie van Rosenbauer. Hij vulde verschillende mappen met ROI- en business case-berekeningen, waarin elk onderdeel werd gespecificeerd. En uiteindelijk kreeg hij het groene licht voor het automatiseringssysteem op maat.

Een systeem zoals ik me het had voorgesteld, bestond destijds niet, vooral niet op zo’n beperkte ruimte. Dus nam ik de vrijheid om zelf een automatiseringssysteem op maat voor ons te ontwerpen.

Michael Schöftner, hoofd Mechanische productie bij Rosenbauer

Een titaan in de kinderkamer

Nu was het tijd voor automatisering. De manier waarop hij dat deed, heeft het potentieel om een kleine Rosenbauer-legende te worden: Samen met zijn zoon, een "enthousiaste Lego-techniekbouwer", ging hij in de kinderkamer zitten en maakte van Lego, een KUKA robotmodel en een paar kleine pallets een ontwerp, dat de basis werd voor de eerste schetsen. En die verbazingwekkend dicht bij de werkelijke uitvoering ligt.
Het was ook vrij snel duidelijk dat het een KUKA robot zou worden. In zijn zoektocht naar een robot die pallets tot 900 kilo in een kleine ruimte kan verplaatsen en tegelijkertijd een reikwijdte van enkele meters heeft, kwam Michael Schöftner al snel uit bij de KR titan, het grootste model van KUKA. De KR titan 1000 is de eerste zes-assige heavy-duty robot met open kinematica en een payload tot 1.300 kg.

Geen standaardmodel

De volgende weg leidde Schöftner naar de specialisten van Promot. In dit geval was er een gemeenschappelijke voorgeschiedenis: Rosenbauer had de individuele oplossingen van de Opper-Oostenrijkers al in verschillende projecten leren waarderen. Een standaard automatiseringsoplossing was, gezien de ingewikkelde eisen, geen oplossing. Na diverse gesprekken Hermle, KUKA en Promot ontstond uiteindelijk de oplossing die nu in Leonding in gebruik is.

De focus ligt op de KUKA KR 1000 titan in de zesassige standaarduitvoering. Door de palletgrootte heeft de robot voor heavy payloads een payload van ‘slechts’ 850 kilogram en een reikwijdte tot 4 meter. De reus is daarmee het centrale transportelement van de Promot Palmaster, waarin tot 15 pallets tijdelijk kunnen worden opgeslagen. En ditwas een doorslaggevend criterium – pallets in twee verschillende afmetingen. Het derde element in het geheel is de Hermle C52-UMT. De op pallets geklemde onderdelen worden via het opzetstation naar de Palmaster gevoerd. De KR titan neemt ze aan en geeft ze door aan het bewerkingscentrum, waarbij hij volledig gebruik maakt van zijn grote reikwijdte. Na de bewerking pakt de robot de pallet weer op en neemt deze mee voor het op-, om- en afbouwen. Afhankelijk van de prioriteit haalt hij de onderdelen dus steeds weer op, laat ze in de machine bewerken en legt ze weer neer.

Alle processen worden aangestuurd door de overkoepelende computersoftware Prosys 3.1 die Promot jarenlang zelf ontwikkeld heeft. Naast de processen beheert de software ook alle NC-programma's, berekent de machinebenutting en de gereedschapsbalansen en beheert de opspaninrichtingen in het systeem. "In de derde shift", zegt Michael Schöftner, "is het nu echt mogelijk om onbemand te werken. Dat zorgt voor een piekdekking en we kunnen knelpunten in de assemblagelijn heel goed opvangen. Ik moest niemand te overtuigen van de noodzaak van automatisering en robotica op zich, maar de schaalgrootte was natuurlijk aanzienlijk. Dat het bedrijf mij het vertrouwen heeft gegeven om dit bedrag te investeren, is allesbehalve vanzelfsprekend."

Samenwerking tussen Rosenbauer, KUKA, Hermle en Promot

Work in progress

Michael Schöftner benadrukt dat de mogelijkheden van de installatie, de robot en de machine momenteel nog lang niet volledig worden benut, "maar we willen ook voorbereid zijn op de toekomst." En natuurlijk is er ook op andere gebieden nog werk aan de winkel. Schöftner heeft momenteel nog twee projecten op het oog, "en ik zal natuurlijk weer contact opnemen met dezelfde mensen."