Im Gasflaschenwerk Grünhain verlassen im Jahr über 600.000 geschweißte Stahlflaschen das Werk. Um in dem bereits hochgradig automatisierten Betrieb weiter die Prozesse zu beschleunigen und konstante Qualität zu erbringen, investierte man in eine Schweißroboteranlage von Erl Automation, bei der ein Team von zwei Robotern Griffe bzw. Kragen an Gasflaschen schweißt.

Die Gasflaschenwerk Grünhain GmbH befasst sich mit der Fertigung, Instandsetzung und Revision von geschweißten Stahlflaschen für Flüssiggas und Kältemittel. Die Herstellung von geschweißten Stahlflaschen hat im ostdeutschen Erzgebirge eine über 75-jährige Tradition. Im Jahre 2002 wurde die Fertigung unter der Verantwortung neuer Gesellschafter in Grünhain neu aufgebaut. Mittlerweile verlassen im Jahr über 600.000 Flaschen das Werk. 63 Mitarbeiter erwirtschafteten 2007 in den beiden Produktionsbereichen Neuflaschenerzeugung und Altflaschenaufbereitung einen Umsatz von EUR 9,9 Mio. In Österreich hat das Unternehmen einen Marktanteil von etwa 50 Prozent.

„In den letzten Jahren haben wir viel in neue Technik und Rationalisierung investiert. Das einzige, was wir nicht mechanisch geschweißt haben, waren Griffe und Kragen. Der nächste Schritt war also, diesen Arbeitsgang neu zu gestalten“, erklärt DI Rolf Geißler, Geschäftsführer Gasflaschenwerk Grünhain. Den Zuschlag zur Realisierung dieser Aufgabenstellung erhielt der Spezialist für Roboterlösungen, Erl Automation GmbH aus Landau (D). „Wir schweißen bereits seit drei Jahren mit Schweißtechnik der Firma Erl und haben damit eine gute Qualitäts- und Leistungssteigerung erreicht. Es lag folglich nahe, diesen Schweißroboter gemeinsam mit der Firma Erl zu entwickeln“, fährt Geißler fort. Erl Automation bot im Gegensatz vom Mitbewerb ein 2-Roboter-System an. „Dieses System hat die Eigenschaft, dass man viel flexibler auf Modifizierungen reagieren kann. Auch in der zeitlichen Abwicklung des Projektes hatte Erl die Nase vorne“, so Geißler.

Die Roboterschweißanlage sollte in die laufende Produktionslinie integriert werden und in einem vollautomatischen Ablauf an die aus der vorgelagerten bereits vorhandenen Rundschweißanlage kommenden Gasflaschenoberteile jeweils zwei Stück Griffe bzw. Kragen schweißen. „Die Schwierigkeit an der Lösung war die Unterschiedlichkeit der Griffe und Kragen in Kombination mit drei verschiedenen Flaschentypen. Ein derart flexibles System zu entwickeln, war schon eine große Herausforderung“, berichtet Ing. Georg Engl, Betriebsleiter Erl Automation GmbH.

Roboterteam in der Praxis

In einem vorgelagerten Rundschweißautomaten werden sogenannte Halsringe an die Flaschenoberteile angeschweißt. An dieser Anlage arbeiten ebenfalls von Erl gelieferte MSG-Pulsschweißanlagen vom Typ EWM Phoenix 500. Anschließend werden die Teile zur Roboterschweißanlage weitertransportiert. Im Einlaufbereich der Flaschen werden sie von einer einspurigen Förderung auf eine zweispurige verteilt. Nach der Vereinzelung laufen Sie automatisch zu den Schweißstationen, an denen die Griffe angeschweißt werden.

Die jeweils erforderlichen Griffe werden von einem Anlagenbediener manuell für die verschiedenen Flaschen in das Magazinband eingelegt. Je nach Flaschentyp und Griffart muss der Greifer des Roboters gewechselt werden. Am Schweißplatz werden die Flaschen gestoppt, durch einen pneumatisch gesteuerten Zylinder in die Schweißposition gebracht und mittels eines Gegenstücks in der endgültigen Höhe positioniert.

Der Greifarm des Kuka Handlingroboters KR 5SIXX entnimmt aus dem Magazin den passenden Griff und hält ihn positionsgenau an die Flasche. Nun kommt der zweite Kuka-Roboter, der KR6 ARC, zum Einsatz und heftet zunächst den Griff an der Flasche fest. Während der Handlingsroboter zur Aufnahme des zweiten Griffes fährt, schweißt in dieser Zeit der Schweißroboter den ersten Griff an die Flasche. Der zweite Griff wird auch zuerst geheftet und dann fest mit der Flasche verschweißt.

Nach dem Anschweißen der Griffe geben die Roboter die Bauteile durch Meldung an die übergeordnete SPS wieder frei. Daraufhin werden die Flaschen automatisch wieder auf das Förderband abgelegt und aus dem Arbeitsbereich befördert sowie die neuen Flaschen in Position gebracht.

Kontrolle des Prozessablaufes

Das Bedienpult bildet das Herzstück der Anlage. Von hier aus hat der Bediener die Möglichkeit, den gesamten Prozessablauf zu kontrollieren, zu überwachen und jederzeit einzugreifen. Neben der Programmanwahl, der Stückzahlabfrage bietet dieses Pult auch die Möglichkeit, den Verlauf der Gasflaschen auf den Bandanlagen jederzeit nachzuvollziehen.

Als Stromquelle kommt die MIG/MAG- Impuls-Schweißanlage EWM Phoenix 500 RC zum Einsatz, die sich hervorragend für einen Dauereinsatz im Mehrschichtbetrieb eignet. Ein digitales Bus-System gewährleistet perfekte Zünd- und Schweißeigenschaften mit 100 Prozent reproduzierbaren Ergebnissen. Für eine optimale Zuführung des Schweißdrahtes zum Schweißroboter wird der Rolliner von Migweld eingesetzt. Das Drahtvorschubgerät von Phoenixdrive4 von EWM kann mit diesem System problemlos den Draht über eine Länge von etwa 15 Metern auch über mehrere Ecken und Kurven aus dem Fass ziehen und zum Schweißbrenner transportieren. Durch das Rollensystem im Schlauch wird der Schweißdraht ohne jegliche Reibung konstant gefördert. Dadurch werden optimale Schweißergebnisse erzielt.

„In der Einführungsphase waren Techniker von Erl drei Wochen vor Ort, um Mitarbeiter zu schulen, den Prozessablauf zu optimieren und bei Problemen sofort zur Stelle zu sein“, lobt Geißler die Zusammenarbeit mit Erl Automation.

Fazit

Der Grund der Investition in diese Anlage bei Glasflaschenwerk Grünhain war, den Prozess als solches zu beschleunigen und eine konstante Qualität zu erbringen. „Vorher waren für diese Tätigkeit zwei Mitarbeiter beschäftigt, die pro Schicht etwa 700 Teile geschafft haben. Mit dem neuen System ist ein Mitarbeiter in der Lage über 800 Teile zu produzieren“, ist DI Rolf Geißler von der Investition überzeugt.

Insgesamt sieht Geißler ein Potenzial für noch zwei weitere Roboter. „Bei uns wird ein Großteil, was an Überschuss erwirtschaftet wird, wieder reinvestiert, um die Bedingungen der Zukunft zu gestalten.“, meint der geschäftsführende Gesellschafter abschließend.