Schnell, flexibel und in höchster Qualität
Feuerwehren auf der ganzen Welt setzen Fahrzeuge von Rosenbauer Karlsruhe ein. Der Hersteller von Hubrettungsfahrzeugen vertraut beim automatisierten Schweißen auf die Carl Cloos Schweißtechnik. Mit drei Qirox-roboteranlagen fertigt Rosenbauer derzeit verschiedene Drehleiterelemente für die Hubrettungsfahrzeuge.
DURCH DEN Umstieg auf die automatisierte Schweißtechnik kann das Unternehmen noch flexibler auf Kundenwünsche eingehen, spart Zeit sowohl beim Schweißen als auch bei den Nebenprozessen und erzielt exzellente Schweißergebnisse. Bereits seit 1905 ist Karlsruhe der Innovationsstandort für die Brandbekämpfung. Gegründet wurde die Maschinenfabrik Carl Metz 1842 durch den gleichnamigen Forscher, der sich auf die Herstellung von Feuerlösch- und Rettungsgeräten spezialisiert hatte. Nach dem Tod des Gründers wurde der Firmensitz nach Karlsruhe verlegt. Seit 1998 gehört das Traditionsunternehmen zur Rosenbauer International AG. Heute entwickeln und fertigen mehr als 470 Mitarbeiter in Karlsruhe mehr als 200 Hubrettungsfahrzeuge pro Jahr. Die Fahrzeuge werden entsprechend der individuellen Kundenanforderung gefertigt.
„Viele Länder, in die wir exportieren, haben ihre eigenen Normen, die wir beachten müssen. Dies spiegelt sich in der steigenden Variantenvielfalt wider“, erklärt Hans-peter Lörch, Betriebsleiter bei Rosenbauer Karlsruhe. Deshalb gibt es eine Vielzahl von verschiedenen Drehleitertypen, die jeweils in Höhe, Breite oder auch im Abstand der Handläufe variieren. Die Drehleitern werden für Einsatzhöhen von 20 bis 64 Metern hergestellt.
Drei Roboteranlagen im Einsatz
Die Drehleiterelemente werden seit Mitte 2019 mit zwei baugleichen Qirox-roboteranlagen
geschweißt. Der Roboter ist dabei über Kopf an einer Fahrbahn mit Vertikal- und Horizontalhub montiert. Dies erweitert den Arbeitsraum des Roboters erheblich, sodass er sich flexibel in alle Richtungen bewegen kann. Der Roboter kann stets eine optimale Position für das Schweißen der langen und großvolumigen Werkstücke einnehmen. Die Drehleitern werden zwischen zwei Werkstückpositionierern eingelegt, die jeweils über eine vertikal angeordnete Planscheibe verfügen. Das zwischen den Planscheiben befestigte Werkstück wird so um eine horizontal liegende Drehachse in die optimale Bearbeitungsposition gedreht.
Eine weitere kompakte Roboteranlage schweißt seit 2016 den Korbarm für
Gelenkleitern und verschiedene Kleinteile. Hier ist der Schweißroboter über Kopf an einer Bodenbahn montiert, die ihn in horizontaler Richtung bewegt. Der Werkstückpositionierer mit Gegenlager verfügt über zwei vertikal angeordnete Planscheiben, zwischen denen das Werkstück montiert wird.
Sensorik sichert exzellente Schweißnahtqualität
Darüber hinaus sind die Roboteranlagen mit Online- und Offline-sensoren ausgestattet, um etwaige Bauteiltoleranzen auszugleichen. Beim Laser-online-sensor erfolgt das Vermessen der Bearbeitungsstrecke online während des Schweißens. Dazu sendet der pa
rallel zur Bearbeitungsspitze montierte Laserkopf einen Laserstrahl auf die Werkstückoberfläche aus, empfängt die reflektierte Strahlung und überträgt die Messergebnisse auf den Roboterrechner. Hier werden die Daten ausgewertet, um Werkstücktoleranzen und Wärmeverzug auszugleichen.
Auf Basis der aktuellen Werte ändert das System die Position des Schweißbrenners und passt die Prozessparameter an. Der online arbeitende Sensor führt Korrekturen direkt aus und gewährleistet optimale Schweißergebnisse. „Bei unseren Drehleitern handelt es sich um filigrane Bauteile, die eine hohe Belastung aushalten müssen. Abweichungen in der Bauteilqualität sind nicht erlaubt“, betont Lörch. Deshalb wird jedes Bauteil vor der Weiterverarbeitung von einem geprüften Schweißer auf optimale Qualität geprüft. Durch die gleichbleibende, reproduzierbare Schweißnahtqualität und die minimierten Schweißspritzer reduzieren sich die Nacharbeitszeiten erheblich.
Steigerung von Flexibilität und Produktivität
„Die Zunahme der Typenvielfalt erforderte eine neue Fertigungsstrategie – weg von der vorrichtungsgebundenen manuellen Herstellung hin zu einer flexiblen sich dem Markt anpassenden Leiterproduktion“, erklärt der Betriebsleiter. Das neue Anlagenkonzept ermöglicht es, mehrere verschiedene Produkte automatisiert zu schweißen. Neben den Drehleiterelementen kann Rosenbauer die Anlagen bei Bedarf auch für andere Bauteile einsetzen. So kann das Unternehmen flexibel auf individuelle Kundenwünsche eingehen.
Während das Schweißen eines Drehleiterelementes früher je nach Bauteil zwischen vier und neun Stunden dauerte, ermöglicht der Einsatz des Roboters dies in der halben Zeit. Da sich die Nebenzeiten zusätzlich stark reduziert haben und die Materialflussprozesse nun optimal aufeinander abgestimmt sind, konnten die Durchlaufzeiten um rund 50 Prozent verkürzt werden. „Wir haben unser Ziel erreicht, das Umlaufmaterial zu reduzieren und produzieren nun im Takt zu unseren Montagelinien“, freut sich Lörch.
Automatisierung schafft attraktives Arbeitsumfeld
In der Vergangenheit war die Fertigungskapazität stark abhängig von der Anzahl der Handschweißer. Aber auch für Rosenbauer wird es zunehmend schwieriger, gut ausgebildete Handschweißer auf dem Arbeitsmarkt zu finden. Zudem ist die Ausbildung sehr aufwendig.
Die Roboteranlagen bieten den Mitarbeitern einen anspruchsvollen und spannenden Arbeitsplatz. Durch die Umstellung auf das automatisierte Schweißen können sie sich verstärkt auf die Prozessüberwachung
konzentrieren. Da die Roboter die physisch schwere Arbeit erledigen, ist auch die Gefährdung der Mitarbeiter durch Lichtbogenstrahlung und Schweißrauch geringer.
Offline-programmierung als Zukunftsprojekt
Die Modernisierung des Fertigungsbereiches ist nun erst einmal abgeschlossen. Doch um die Anlagenauslastung weiter zu steigern, plant Rosenbauer, die Roboteranlagen noch zusätzlich mit der Offline-programmiersoftware Roboplan auszustatten. Mit der Software können Schweiß- und Verfahrwege sowie Sensorroutinen an 3D-modellen erstellt und direkt in die Steuerung des Roboters übertragen werden.
„Cloos bietet alle Komponenten für das automatisierte Schweißen aus einer Hand an. Das bietet uns große Vorteile. Sowohl mit der Werksvertretung Philippe als auch mit den Fachspezialisten von Cloos hatten wir von Anfang an einen positiven Ideenaustausch und bestärkten uns gegenseitig in dem gemeinsamen Projekt“, lautet das positive Fazit von Lörch.
Stefanie Nüchtern-baumhoff ist Leiterin Unternehmenskommunikation & Marketing bei der Carl Cloos Schweisstechnik Gmbh.