Naht-Päpste

Schweißroboter - Der Hebebühnenhersteller Nussbaum modernisiert seine Schweißfertigung mit neuen leistungsstarken Qirox-Schweißrobotern der Carl Cloos Schweißtechnik GmbH, um dem hohen Qualitätsanspruch an die Schweißnähte noch umfassender gerecht werden zu können.

19. November 2019
Naht-Päpste
Insgesamt konnten die Schweißzeiten durch den ganzheitlichen Umbau um rund 50 Prozent verkürzt werden. (Bild: Cloos)

Die Otto Nussbaum GmbH & Co. KG gehört zu den größten Herstellern von Hebebühnen für Kfz-Werkstätten und Servicebetriebe. Nach dem Motto »We lift cars« fertigt das Unternehmen mit rund 350 Mitarbeitern am baden-württembergischen Standort Kehl pro Jahr mehr als 17.000 Hebebühnen für Kunden auf der ganzen Welt. Insgesamt sind weltweit mehr als 200.000 Hebebühnen im Einsatz.

Schweißfertigung als Herzstück

»Unsere Kunden erwarten von uns die sicherste Hebebühne mit dem größtmöglichen Kundennutzen, der sich durch innovative Lösungen in der Fahrzeugaufnahme, der größten Geschwindigkeit sowie dem geringsten Platzbedarf in der Werkstatt zeigt«, erklärt Geschäftsführer Volker Felder den Qualitätsanspruch des Unternehmens. »Die Schweißnähte sind ein entscheidender Faktor für die Sicherheit unserer Produkte.«

Die Schweißerei gehört zu den wichtigsten Fertigungsbereichen im Unternehmen. Deshalb ist die Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit der Schweißanlagen von größter Bedeutung für den gesamten Fertigungsprozess. »Die Schweißerei ist das Herzstück unserer Produktionsstätten«, erklärt Felder, der bei Nussbaum die Bereiche Produktion, Logistik und Materialfluss verantwortet, weiter. »Ab der Schweißerei ist der Fertigungsauftrag dem Kunden zugeordnet. Ab hier werden aus einzelnen Teilen Baugruppen und letztendlich eine Nussbaum-Hebebühne.«

Bereits Ende der 1980er-Jahre hat Nussbaum damit begonnen, Roboter zum automatisierten Schweißen in der Fertigung einzusetzen. Die sieben vorhandenen Schweißroboter wurden im Jahre 2018 durch neue Roboteranlagen ersetzt. »Unser ältester Cloos-Roboter aus der Romat-Baureihe verrichtete bereits seit dem Jahre 1985 täglich zuverlässig seine Arbeit«, sagt Felder.

Komplettumbau der Fertigung

Vor drei Jahren hat die Nussbaum-Geschäftsführung dann den Entschluss gefasst, die verschiedenen Fertigungsbereiche im Unternehmen umfassend zu modernisieren. Ziel des Umbaus war die Steigerung der Produktivität und der Effizienz der Fertigungsprozesse, um die Wettbewerbsfähigkeit zu verbessern.

Durch die Investition in die neuen Roboteranlagen möchte Nussbaum einerseits die Produktivität durch die höheren Schweißgeschwindigkeiten deutlich steigern. Andererseits sollen aber auch durch intelligente Vorrichtungen das Heften in den Roboterprozess integriert, der Schweißprozess insgesamt verkürzt, die Lichtbogenzeit erhöht und die Rüstzeit auf ein Minimum reduziert werden.

Der Umbau und die komplexe Neuinstallation der Schweißroboteranlagen haben während der laufenden Produktion stattgefunden. Die Produktion ist dabei ohne Stillstand ganz normal weitergelaufen. Dabei hat Nussbaum das Layout der Schweißerei komplett neu gestaltet. Neben den Roboteranlagen wurden die Logistik- und Materialflussprozesse umfassend optimiert und angepasst, sodass die Effizienz der Schweißfertigung auf ein Maximum erhöht wurde.

Kompakte Roboteranlagen von Cloos

Nussbaum nutzt nun drei kompakte Roboterzellen vom Typ Qirox QR-CC-4.1, eine kompakte Roboterzelle Qirox QR-CC-6 und zwei Roboteranlagen Qirox QR-CS-40. Insgesamt sind sieben Cloos-Schweißroboter in der Schweißfertigung im Einsatz. Daneben gibt es noch fünf Stationen zum Handschweißen.

Die Qirox-Kompaktzellen QR-CC-4.1 verfügen über einen Zwei-Stationen-Werkstückpositionierer mit vertikalem Wechsel und vertikaler Drehbewegung. Mit einer Einspannlänge von bis zu 1.250 Millimetern und einer maximalen Traglast von 250 Kilogramm je Seite kann ein breites Werkstückspektrum auf der Anlage verarbeitet werden. Die Anlagen sind mit dem neuen Qirox-Schweißroboter QRH-280 ausgestattet, der speziell für die Kompaktzellenlösungen von Cloos entwickelt wurde.

Die Qirox-Kompaktanlagen QR-CS-40 verfügen über einen Zwei-Stationen-Werkstückpositionierer mit vertikalem Wechsel und vertikaler Drehbewegung mit Gegenlager. Die Roboter sind jeweils stehend angeordnet. Die Wendeachse führt den Stationswechsel vertikal aus. Die kompakten Roboterzellen und -anlagen zeichnen sich durch maximale Fertigungsflexibilität aus, da der modulare Aufbau jederzeit individuelle Erweiterungen und Nachrüstungen ermöglicht.

Durch den Zwei-Stationen-Aufbau können die Anlagen wechselseitig beschickt werden. So können die Mitarbeiter auf der einen Station die geschweißten Werkstücke entnehmen, die Vorrichtungen neu bestücken und die Werkstücke heften, während auf der anderen Station der Schweißprozess stattfindet.

Deutlich verkürzte Schweißzeiten

Die minimierten Rüstzeiten resultieren in einem enormen Zeitgewinn im gesamten Prozessablauf. Zudem ist nun auch der Schweißprozess selbst durch die neuen, schnelleren und hochdynamischen Roboter deutlich kürzer. Während die Stützen für die Hebebühnen vorher in zwei Tagen per Hand geschweißt wurden, schweißt der Roboter die gleichen Bauteile nun innerhalb von gerade einmal vier Stunden. Darüber hinaus gewährleisten die neuen Roboteranlagen exzellente Schweißergebnisse durch die Reproduzierbarkeit der Prozesse. »Wir haben den höchstmöglichen Anspruch an die Sicherheit und Qualität unserer Produkte, da die Schweißnähte über die Stabilität unserer Hebebühnen entscheiden«, betont Felder. »Unsere Endkunden arbeiten in Kfz-Werkstätten, wo die Fahrzeuge mit unserer Hebebühne aufgenommen und hochgehoben werden. Der Mechaniker, der das Fahrzeug inspiziert oder repariert, arbeitet dann unter dem Fahrzeug.«

Im Verlauf des Projektes hat Nussbaum auch die eigenen Baugruppen analysiert, die Produktentwicklung optimiert und die Vorrichtungen vereinfacht. »Bei einigen Baugruppen konnte die Teilevielfalt durch die Realisierung von Mehrfachverwendungsteilen und das Gleichziehen von Blechstärken-Varianten teilweise von zwanzig auf vier reduziert werden«, so der Geschäftsführer. Durch die minimierte Teilevielfalt profitiert das Unternehmen von einem reduzierten Flächenbedarf, einer niedrigeren Kapitalbindung sowie einer geringeren Komplexität.

Die vereinfachten Vorrichtungen und die Fokussierung auf einen Hersteller schaffen außerdem Redundanzen. Nussbaum kann nun die Vorrichtungen und entsprechenden Schweißprogramme in kürzester Zeit auf einen anderen Roboter gleicher Bauart übertragen. »Unsere anfänglichen Erwartungen wurden durch die Neugestaltung des Schweißbereiches bei Weitem übertroffen«, freut sich Felder. »Mit der Investition in die neuen Schweißroboteranlagen sind wir nun in der Lage, 30.000 Hebebühnen im Jahr mit höchster Qualität zu fertigen.«

Freundlichere Arbeitsumgebung

Insgesamt konnten die Schweißzeiten durch den ganzheitlichen Umbau, durch leistungsfähigere Roboter, die Integration des Heftvorgangs in den Schweißprozess sowie die Reduzierung der Teilevielfalt um rund 50 Prozent verkürzt werden. Die ursprünglich geplante Amortisationszeit hat sich damit erheblich reduziert und beträgt weniger als zwei Jahre.

Auch die Mitarbeiter profitieren von der freundlicheren Arbeitsumgebung durch den Umbau der Fertigung. Um die innovative Schweißtechnik voll ausnutzen zu können, wurden die Mitarbeiter intensiv geschult. Sowohl interne Seminare als auch externe Schulungen durch Cloos gewährleisten nun, dass alle Mitarbeiter mit den neuen Anlagen vertraut sind. Da die Roboter die physisch schwere Arbeit erledigen, ist die allgemeine Gefährdung durch Lichtbogenstrahlung und Schweißrauch geringer. Die Schweißer können sich verstärkt auf die Prozessüberwachung konzentrieren. Darüber hinaus lobt Felder die ausgesprochen gute Zusammenarbeit mit Cloos Schweißtechnik: »Als Unternehmen mit einer langen Tradition und innovativer Spitzentechnologie feiert Cloos dieses Jahr sein 100-jähriges Bestehen.«

Optimale Basis

»Nussbaum feierte vergangenes Jahr sein 75-jähriges Jubiläum, ebenfalls ein Unternehmen mit einer langen Tradition und innovativer Spitzentechnologie. Das ist die optimale Basis für eine vertrauensvolle Zusammenarbeit zweier anspruchsvoller Maschinenbauunternehmen in einem komplexen Projekt«, erläutert Felder. Die Vor-Ort-Betreuung von Nussbaum in Kehl übernimmt dabei die Cloos-Handelsvertretung Philippe Schweißtechnik.

»Die Schweißnähte sind ein entscheidender Faktor für die Sicherheit unserer Produkte.«

— Volker Felder, Nussbaum-Geschäftsführer

Aufgrund der positiven Erfahrungen mit der automatisierten Schweißtechnik plant Nussbaum, künftig in weitere Roboteranlagen für die verschiedenen Standorte zu investieren. So sollen weitere Handschweißplätze auf das automatisierte Schweißen umgestellt werden. Darüber hinaus möchte das Unternehmen aufgrund der großen Variantenvielfalt im nächsten Schritt die Offline-Programmiersoftware Qirox RoboPlan von Cloos am Standort Kehl einsetzen. Die Entkopplung von Programmier- und Schweißprozess ermöglicht deutlich effizientere Fertigungsprozesse. Zudem sollen die Anlagen vollständig vernetzt und in das Betriebsdaten- system integriert werden.

Erschienen in Ausgabe: 08/2019
Seite: 20 bis 22