Gewinde-Ziegler automatisiert
mit viel Erfahrung und Eigenleistung

Gewinde-Ziegler automatisiert mit viel Erfahrung und Eigenleistung
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Die Teilezufuhr mit Roboter im Hintergrund. Das Modell: ein M-710iC mit 70 kg Traglast
16.02.2015 | Seit 1932 bereits agiert die Gewinde-Ziegler AG im Bereich des Gewindeschleifens und ist auf Basis dieser Historie heute in der Lage, jegliche Art von Gewinden in höchster Güte herzustellen. Eher im Verborgenen liegt hingegen eine sehr eigene, konsequente Vorge-hensweise, wenn es um Automatisierung geht, wie ein Beispiel aus der Weichbearbeitung am Standort in Horriwil überzeugend darlegt.

Bei der Schweizer Gewinde-Ziegler AG in Horriwil steht die Weichbearbeitung am Anfang der fertigungstechnischen Prozesskette. Dabei vertraute das Unternehmen früher auf Zulieferfirmen, ehe man sich immer öfter um die termingerechte Bereitstellung von Dreh- und Frästeilen sorgen musste. Und so entschieden sich die Schweizer vor nunmehr vier Jahren zum Insourcing und holten die Weichbearbeitung ins eigene Haus. Zwei Bediener und Christoph Meier als Leiter der CNC-Technik – größer sollte der Bereich nicht sein.
 
Nach und nach wuchs der Maschinenpark. Dabei war Funktionalität entscheidender als ein einheitlicher Lieferant oder eine einheitliche Steuerung. Dabei machte Christoph Meier die Erfahrung, dass die Zahl der Bearbeitungsachsen durchaus nicht in jedem Fall das entscheidende Argument sein muss: „Als dann vor drei Jahren für unsere Verhältnisse große Serien auf uns zukamen, entschlossen wir uns für eine weitere, jedoch nur dreiachsige Drehmaschine.“ Aktuell wurde der Maschinenpark mit einer Spinner-Drehmaschine aufgerüstet, die dann auch automatisiert wurde. Dabei wählte man den Weg, die Automatisierung im Prinzip selbst zu machen und nur wenige Leistungen und den Roboter einzukaufen.
 
Das Werkstückspektrum, so Meier, für diese Maschine beginne bei 60 mm Durchmesser und werde nach oben eigentlich nur durch eine Masse von 60 kg limitiert. Die Aufgabe ist einfach: Teile zuführen, Drehen, Teile entnehmen. „Große Serien“ sind bei Gewinde-Ziegler Serien ab 2.000 oder 3.000 Stück. Grundsätzlich umfasst die in Horriwil ansässige Produktion die Herstellung von komplexen, anspruchsvollen Drehteilen ab Losgröße 1. Die Durchmesser liegen dabei zwischen 32 und 500 mm. Der Zweigbetrieb in Feldbrunnen beherrscht darüber hinaus die Zerspanung aller gängigen Eisenmetalle, Nichteisenmetalle und Kunststoffe.
 
Bei der ersten zu automatisierenden Maschine hatte man Meier vom Hersteller aus signalisiert: Der Roboter ist kein Problem. „Aber ich wusste nicht, worauf es ankam.“ Solange reichlich Auftrags-Nachschub da war und entsprechend große Serien zu bearbeiten waren, lief eine dreiachsige Drehmaschine eigentlich rund um die Uhr. Eine Auftragsflaute machte vor allem einen Mangel offenbar: zu wenig Flexibilität. Außerdem sind gerade am Produktionsstandort Schweiz Hersteller gezwungen, noch kostenbewusster als vielleicht anderswo zu produzieren. Eine effiziente Automation ist da allemal ein sinnvoll eingesetztes Mittel.
 
Für die neu beschaffte Spinner-Drehmaschine analysierte das Team um Christoph Meier Schritt um Schritt das Bedarfsprofil. Da man über einen Robotereinsatz schon häufiger nachgedacht und vereinzelt Erfahrungen gesammelt hatte, war die Entscheidung schnell getroffen. Meier: „Bei den ins Auge gefassten Taktzeiten hätten wir bei einer manuellen Beschickung aber zusätzliches Personal einstellen müssen.“ Und das in einer Krise? Da lag die Investition in eine flexible Automatisierung näher. Kontakte zu Christoph Strahm, Geschäftsführer von Fanuc Robotics in der Schweiz, hatte es schon seit längerem gegeben. Nun suchte Ziegler einen Partner, der Systemverantwortung übernehmen sollte. Fanuc Robotics vermarktet jedoch ausschließlich Produkte, stellte jedoch den bewährten Kontakt zu Robotec Solutions als Systemintegrator her.
 
Zurück zur Automatisierung. War man in der ersten Planung noch von einer Traglast von 50 kg ausgegangen, kletterte der Bedarf dann auf 60 kg. Als Roboter kommt ein M-710iC mit 70 kg Traglast zum Einsatz. Gerade für Handlingaufgaben ist der Mittelgewichtsroboter prädestiniert. Klar, dass er seine Leistung bringen muss. Klar aber auch, dass er aufgrund seiner schlanken Bauform geschätzt wird, gerade wenn gilt, sich in engen Maschinenräumen zu bewegen.
 
Nick Koch, Geschäftsführer der Robotec Solutions, ist in der Praxis mit den immer gleichen Aspekten konfrontiert: „Aus der benötigten Traglast und der in der Anforderung gefragten Reichweite ergibt sich schon eine Grundauswahl.“ Dabei ist es, wie im Fall Ziegler, erheblich, welche und vor allem wie viele Teile gegriffen werden sollen. Schnell ist man an der Traglastgrenze angekommen.
 
Auch das ist für den Fanuc-Roboter kein Problem. Nick Koch ist sich sicher: „Der Roboter würde auch mit einer Last von 80 kg noch seine Aufgabe erfüllen.“ Die Wechselzeit an der Spinner-Maschine liegt bei 90 Sekunden. Meier hält nichts davon, allzu sehr auf Tempo zu drücken. Das hebe nicht die Qualität, senke aber die Zuverlässigkeit und damit Verfügbarkeit.

Von Anfang an das Systemhaus eingebunden

Bei der Spinner-Drehmaschine, die den neuen Part in der Weichbearbeitung spielen sollte, hat sich Christoph Meier, ein sehr erfahrener CNC-Mann, gar nicht erst mit der Schnittstelle Roboter-Maschine befasst: „Das habe ich gleich an Robotec geschickt, damit man dort im Vorfeld klären konnte, ob das geht.“ Und wie es ging. Koch: „Das Projekt ist gut über die Bühne gegangen.“ Vor gut einem Jahr war die Drehmaschine installiert worden. Dann hat man die Maschine erst einmal solo, also ohne Automation laufen lassen, damit sich die Bediener darauf einstellen konnten. Das „Projekt“, wie Meier und Koch die Automation nennen, ging innerhalb weniger Tage über die Bühne. „Ruck-zuck“, sagt Meier. „Zack-zack“, bestätigt Koch.
 
Dass das Projekt so stressfrei in Betrieb ging, hat nach Ansicht der Beteiligten auch viel mit dem hohen internen Anteil zu tun. Der Robotec-Chef : „Bei Turn-Key-Anlagen herrscht eine ganz andere Erwartungshaltung.“ Und da die Produktion ohnehin lief, war der Tag X der Inbetriebnahme nicht entscheidend.
 
Gedanken darüber, was im Projekt hätte schief gehen können, haben sich offenbar weder Meier noch Koch gemacht. Der Systemintegrator sieht im Nachhinein als eine wesentliche Komponente: „Die Herausforderung bei der Umsetzung ist, Gestaltungsfreiheit zu haben und die Chance, auch mit der technischen Lösung überzeugen zu können.“ Robotertechnik lerne man in einem CNC-Betrieb wie Gewinde-Ziegler ohnehin schnell.
 
Keine Anlage läuft vom ersten Tag an mit den ewig gleichen Programmen. Wie hat sich bei Ziegler die Einführung von Varianten gestaltet? „Da ist man normalerweise vor überraschungen nicht sicher“, weiß Nick Koch aus Erfahrung. In diesem Fall war es eine positive überraschung. Christoph Meier: „Das letzte Mal hatten wir einen ganzen Tag eingeplant. Nach einer Stunde waren wir fertig.“ Beide führen das auf die durchdachte Projektierung und Umsetzung zurück. Ist ein Teil mit neuen Dimensionen auf die Maschine zu nehmen, sind gerade einmal drei Teach-Positionen zu kontrollieren. Zugegeben: Beim Drehen ist die Anpassung schon deswegen einfacher, weil die Teile rotationssymmetrisch sind. Meier: „Wir haben bei der Inbetriebnahme des Roboters nicht so lange gebraucht wie beim Zuführband.“
 
Selbstverständlich war auch bei Gewinde-Ziegler die Automatisierung eine Frage des Geldes. Die Drehmaschine gab es praktisch schon. Zufällig hatte man noch ein Fördersystem, das sich von den Abmessungen her eignete. Die Mechanik zu arrangieren, war nicht die große Herausforderung. Viel eher die Anpassung der Schnittstellen. Obwohl oder gerade weil Christoph Meier ein sehr erfahrener CNC-Programmierer ist, wollte man die Schnittstellenanpassung den Fachleuten überlassen. Roboter, Greifer, Software, Schnittstelle – der Leistungsumfang für Robotec Solutions war klar umrissen. Nick Koch: „Bei uns gibt es von der einfachen Komponente bis zur schlüsselfertigen Anlage jede Ausbaustufe. Und wenn jemand aus Erfahrung uns die Schnittstellenanpassung überlässt – umso besser. Dann ist von vornherein auch geklärt, wer wofür verantwortlich ist.“
 
Die Auswahl des Roboters überließ man bei Gewinde-Ziegler den Fachleuten von Robotec Solutions. Dass das Systemhaus auf die breite Produktpalette von Fanuc Robotics zurückgreift, spielt für Christoph Meier keine Rolle, wie er lächelnd sagt: „Ich brauche einen Roboter, nicht eine Riesenpalette.“ Trotzdem findet er es gut, dass sich ein Gerät genau in der passenden Größe gefunden hat. Nun bietet Fanuc Robotics serienmäßig eine in die Robotersteuerung integrierte Bildverarbeitung an, ein Feature, mit dem man bei Ziegler zunächst nichts anzufangen wusste. Als dann die Zuführung mit der vorhandenen Fördertechnik umgesetzt wurde, war die integrierte Bildverarbeitung „plötzlich“ eine sehr erwünschte Eigenschaft.
 
Amortisieren soll sich die Anlage „in absehbarer Zeit“. Für den Roboter selbst ist die Rechnung schnell gemacht. Läuft er zweischichtig, macht er sich nach einem Jahr bezahlt. Die gewonnene Flexibilität macht einen späteren ROI vertretbar. Die despektierliche Bemerkung, Ziegler müsse ja in der Weichbearbeitung nicht den Großteil des Geldes verdienen, kontert Meier: „Wir wollen aber auch nichts drauflegen.“
 
Die Erwartungen an den Robotereinsatz sind nicht eben gering: „Wir wollen flexibler werden durch den Robotereinsatz“, sagt Christoph Meier. Von Maschinenherstellern angebotene Handlingsysteme oder beispielsweise auch Stangenlader seien für exakt festgelegte Einsätze auch durchaus brauchbar. Andererseits habe man zwar über eine Portallösung bzw. über einen an einer Verfahrachse hängenden Roboter nachgedacht – aber nicht lange, denn das hätte einen Geschwindigkeitsvorteil gebracht, den niemand gebraucht hätte. „Das Tempo ist bei uns zweitrangig“, überrascht Meier. „Wir fahren eher 15 Prozent langsamer, dafür aber extrem zuverlässig.“ Genau hier sei man auch mit dem Roboter von Fanuc sehr gut gefahren.
 
Die Denkweise in der Produktion ist eine direkte Ableitung eines Gedankens aus der Firmenpräsentation: „Präzision ist unser Maßstab.“ Das in dritter Generation geführte Familienunternehmen mit über 70 Mitarbeitern hat sich ganz der Produktion von Präzisionsteilen verschrieben. Mit 0815-Produkten ist aber auch eine noch so wohlgemeinte Standorttreue nicht zu halten. Also ist Hightech gefragt. Drei Viertel der Produktion entfallen beispielsweise auf Hightech-Spindeln. Damit man heute schon die Marktbedürfnisse von morgen erkennen und sich darauf einrichten kann, investieren die beiden Firmeninhaber Reto und Daniel Ziegler permanent. Als vor drei Jahren das 75jährige Firmenjubiläum zu feiern war, beschenkten sich die Inhaber mit dem Kauf von weiterem Gewerbeland in Horriwil. Dort wäre genügend Platz für neue Roboter.


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