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Roboter spart 30 Prozent Zeit beim Schleifen und Polieren

Herstellung hochwertiger Prüfgewichte: Automation bewältigt starke Auftragsschwankungen, weil die Anlage auch über Nacht laufen kann
Roboter spart 30 Prozent Zeit beim Schleifen und Polieren

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Bei der Herstellung hochwertiger Prüfgewichte zählt jedes Milligramm und die Oberflächenqualität muss glänzend sein. Die mittelständische Haigis Gewichtefertigung hat mit einer innovativen Roboter-Schleif- und Polieranlage von SHL Automatisierungstechnik ihre Produktionsprozesse optimiert. Diese Anlage spart beim Schleif- und Polierprozess 30 Prozent Zeit und macht die Produktion planbarer.

Haigis baut mit 45 Mitarbeitern sowie 22 CNC-Drehmaschinen, einer CNC-Fräsmaschine, zwei Reibschweißanlagen, einer CNC-Flachschleifmaschine, zwei Glühöfen und vier Poliermaschinen hochwertige Gewichte aller Genauigkeitsklassen von einem Milligramm bis 500 Kilogramm. Je nach Klasse werden Edelstahl, Messing, Grauguss, Stahl, Neusilber und Aluminium verwendet. Seit 1996 sind die Albstädter als Labor für Gewichtstücke des Deutschen Kalibrierdienstes (DKD) akkreditiert.

Bei der Produktion werden die Gewichte auf Vortoleranz gedreht und anschließend bis auf einen bestimmten Wert geschliffen. Dann werden Hals, Kopf und Boden poliert, bis das vorgegebene Gewicht erreicht ist. Diese Tätigkeit übernahmen bislang Mitarbeiter von Hand. „Das erfordert ein gutes Auge und sehr viel Berufserfahrung. Außerdem ist die Arbeit schwer“, verweist Geschäftsführer Manfred Bürkle auf ein Problem, das Haigis immer mehr zu schaffen machte. Erst kürzlich habe ein sehr erfahrener Werker aus gesundheitlichen Gründen gekündigt. „Und geeigneten Nachwuchs zu finden, wird immer schwieriger.“
Damit waren die Weichen in Richtung Automatisierung gestellt. Als Projektpartner kam schnell SHL ins Spiel. Eine wichtige Rolle in der Planungs- und Beratungsphase spielte das modernes Technologiezentrum in Böttingen. Denn die Haigis-Anlage stellte die Ingenieure vor eine Reihe von Herausforderungen.
Zum einen müssen große Gewichtsunterschiede bewältigt werden. Die Palette reicht von 20-Gramm-Winzlingen bis hin zu 20 Kilogramm schweren Gewichten. Zum anderen verlangt die Bearbeitung der Werkstücke eine sehr hohe Rundlaufgenauigkeit. „Weil hier eine herkömmliche Roboterlösung nicht greift, haben wir spezielle Antriebe eingesetzt. Und automatisch betätigte Spannfutter erzeugen die geforderte Rundlaufgenauigkeit“, sagt Sales Manager Heiko Märtens.
Ein weiterer Knackpunkt war das Superfinish – die Feinstbearbeitung der Gewichte. „Normalerweise läuft das Band und das Werkstück wird dagegengehalten. Bei unserer Anlage ist das genau anders. Der Roboter dreht das Teil und hält es gegen das Band. Das hat den Vorteil, dass wir immer die gleichen Schleifparameter haben und unterschiedliche Gewichte mit demselben Band bearbeitet werden können“, schildert Märtens.
Seit November 2013 bedient bei Haigis nun ein Kuka-Roboter vom Typ Quantec KR 120 R2500pro vier Schleif- und Polierstationen. Nachdem der Bediener einen mit Gewichten beladenen Palettenwagen in der Zelle platziert hat, nimmt der Roboter ein Teil auf und führt es zur Freiband- und Kontaktrollenschleifmaschine (FKS) 250/450.
Dort wird die Stirnseite am Kopf geschliffen. Anschließend wird das Gewicht an der Doppelpoliermaschine DP1000 poliert und dann an der Doppelpoliermaschine DP550 geglänzt. Wenn die Palette abgearbeitet ist, werden die Gewichte gedreht und der Prozess beginnt von vorn. Nach dem Schleifen an der FKS 250/450 führt der Roboter das Gewicht an das Schleifaggregat in Sonderbauform, an dem das Superfinish erfolgt. Anschließend wird wieder an der DP1000 poliert und dann an der Doppelpoliermaschine DP550 geglänzt. Danach wandert das Gewicht zurück in die Palette.
„Mit dem Roboter bewältigen wir auch starke Auftragsschwankungen, weil wir die Anlage auch einmal über Nacht laufen lassen können“, so Bürkle. Zudem werden mit der Anlage sehr gute Polierleistungen erzielt. „Der Roboter dreht endlos mit gleichbleibender Qualität. Er braucht keine Pausen – das spart uns 30 Prozent Zeit.“ Das Polieren eines 200 Gramm Gewichts dauere von Hand etwa 16 Minuten. „Davon nimmt uns der Roboter zwölf Minuten ab und wir sparen hier sogar 75 Prozent Zeit“, freut sich Bürkle.
Drei Viertel des Schleif- und Polierprozesses bei Haigis sind nun automatisiert. Die restlichen 25 Prozent – beispielsweise das Fertigpolieren – werden von Mitarbeitern übernommen. Somit ist eine optimale Arbeitsaufteilung Mensch-Maschine gegeben – jeder macht, was er am besten kann. Für Bürkle ist diese Entwicklung noch nicht zu Ende. Er will durch weitere Prozessoptimierung den Anteil manueller Polierarbeit auf fünf bis zehn Prozent senken. Märtens steht bereit: „Die Anlage hat sicher Luft nach oben. Wir brauchen aber noch etwas Zeit, um Erfahrungswerte zu sammeln.“
SHL Automatisierungstechnik AG www.shl.ag
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