„In der Bauindustrie werden Automatisierungslösungen die klassische Bearbeitungsbrücke zunehmend ergänzen“, sagt Christopher Köster, Vertriebsmitarbeiter beim Sondermaschinenbauer Paul Köster, der zusammen mit Beth Sondermaschinen automatisierte Anlagen für das Zusammenfügen von Hauselementen entwickelt.
Damit lassen sich Fertighäuser aus Holz herstellen, individualisiert bis auf das letzte Fenster. Basis für die einzelnen Bauelemente sind CAD-Modelle, die anhand der individuellen Wünsche der Hausbesitzer entstehen. Auf einer automatisierten Beplankungsanlage von Beth und Paul Köster werden dann die Wände nach Kundenmaß gefertigt. In dieser Anlage für den Fertighaus-Spezialisten Fingerhaus sind Roboter, Kamerasysteme und Steuerungssoftware perfekt aufeinander abgestimmt.
Zwei Beplankungszellen mit jeweils einem Industrieroboter
Für Pick-&-Place-Aufgaben kommen dabei zwei Beplankungszellen mit einem Industrieroboter ABB IRB 6700 zum Einsatz. Den Roboterzellen ist eine teilautomatisierte Riegelwerkstation vorgeschaltet, in der die zu beplankenden Wandteile robotergestützt montiert werden. In der ersten Beplankungszelle positioniert der Roboter die Planken auf das Riegelwerk und klammert diese nach einem Greiferwechsel fest.
Anschließend fahren Wand und Roboter zur zweiten Beplankungszelle, wo derselbe Roboter nach einem weiteren Greiferwechsel die Gipskartonbauplatten auf die Holzrahmen der Wände auflegt und ebenfalls befestigt. Danach werden die Wände zur weiteren Bearbeitung wegbefördert.
Vision-System erkennt die Position der einzelnen Wandplatten
Das Gehirn der komplexen Automation ist eine zentrale Steuerungssoftware, die unter anderem an das Vision-System gekoppelt ist, das die Position der einzelnen Wandplatten erkennt. Aus der Steuerungssoftware erhalten die ABB-Roboter die Information, wie sie die unterschiedlichen Elemente anzupacken haben.
Die Auslegung der Roboterzellen erfolgte mithilfe der ABB-Software Robotstudio. Damit konnten anhand eines digitalen Zwillings der Zelle die Bewegungsabläufe im Vorfeld simuliert und die Schnittstellen validiert werden, bevor sie in die Praxis umgesetzt wurden.
Effizient mit Ressourcen umgehen
Neben Präzision, Effizienz und Varianz adressiert die Anlage ein weiteres wichtiges Ziel von Fingerhaus: die Nachhaltigkeit. Denn die Automation hilft dabei, effizienter mit Ressourcen umzugehen. „Zuvor hat man in der Branche üblicherweise noch mit Nagelbrücken gearbeitet. Im Prozess wurden die Platten noch händisch aufgelegt“, erinnert sich Marc Fischer, „im Nachgang wurden dann Fenster und Türen ausgeschnitten.“
Aufgrund der großen Menge an Abfallmaterial, die dabei anfällt, legt Fingerhaus nun Wert darauf, die Materialausnutzung zu maximieren. „Im Modell können wir jedes Teil digital so im Schnittplan platzieren, dass wir nahezu keinen Verschnitt bei den Plattenwerkstoffen haben“, so Marc Fischer. Die Zuschnitte werden dann der Beplankungszelle bedarfsgerecht zugeführt. Inzwischen wurde die Beplankungsanlage bei Fingerhaus noch um eine Schnittstelle zum CAD-System erweitert, das den Materialeinsatz für Befestigungsmittel bedarfsgerecht berechnet – für maximale Stabilität und Materialeffizienz.
ABB AG
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