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Schweißfertigungszelle Marel, nächster Schritt in der Automation

Wenn man die Produktbeladung von Zerspanende maschinen automatisieren kann, muss dies auch in der SchweißfertigungMmöglich sein. Ausgehend von diesem Gedanken, hat Valk Welding gemeinsam mit Marel Stork Poultry Processing eine Fertigungszelle entwickelt, in der Handling und Logistik im Bereich des Schweißroboters automatisiert werden. Das Ergebnis ist eine Schweißfertigungszelle, die im Dauerbetrieb arbeiten kann, komplett auf „One-Piece- Flow“-Fertigung eingerichtet ist und eine erhebliche Personaleinsparung ermöglicht.

Marel Stork Poultry Processing

Im Fertigungswerk von Marel Stork im niederländischen Dongen werden die kleineren Bauteile (bis 500 x 500 mm) für die Geflügelschlachtanlagen von Marel Stork Poultry Processing hergestellt und seit kurzem auch einige Komponenten zu Montagegruppen vormontiert. Entwicklung und Fertigstellung finden vollständig im Hauptwerk in Boxmeer statt. Wirtschaftsingenieur André Kouwenberg: „In Dongen ist seit jeher (Stork PMT) viel technisches Know-how vorhanden, das für uns sehr wertvoll ist.“ Dieses hohe technische Fachwissen fördert das Bestreben, neue Produktionstechniken stets als erster zu adaptieren. Marel Stork Poultry Processing schaltete schon frühzeitig auf die Schweißautomation um und gehörte 1996 zu den ersten Anwendern des Offline-Programmiersystems DTPS von Panasonic. Auch ein Schweißroboter mit Arc-Eye- Nahtverfolgungssystem wurde von Valk Welding zuerst an diesen Abnehmer verkauft.

Kontinuierlicher Arbeitsfluss im neuen Fertigungskonzept

Marel Stork Poultry Processing, das die Geflügelschlachtanlagen auf Bestellung baut, will mit der neuen Zelle einen ontinuierlichen Arbeitsfluss in der Fertigung ermöglichen. André Kouwenberg: „Das heißt, dass wir möglichst wenig Produkte im Serienbau fertigen, sondern alle Prozesse vom Laserschneiden und Schweißen bis hin zum Fräsen in einem einzigen Arbeitsfluss bewältigen wollen. Wenn wir beispielsweise 20 Teile benötigen, warten wir nicht, bis alle 20 gefertigt sind, sondern jedes einzelne Fertigprodukt wandert direkt in die Fräsabteilung. Eigentlich arbeiten wir so nach dem Prinzip der Quick-Response-Produktion, die wir uns auch in den Werken der Automobilhersteller angeschaut haben. Jedes Teil muss direkt verarbeitet werden, ohne Totzeiten entstehen zu lassen, um die Lieferfristen möglichst kurz zu halten.“

Handhabungsroboter beschickt Schweißroboter mit 2 Arbeitsstationen

In der neuen Fertigungszelle werden Bauteile auf Palettenträgern aufgespannt und an einem der 58 Palettenplätze im Magazin gelagert. Für ein zu schweißendes Bauteil holt ein Handhabungsroboter (Panasonic HS-165) die benötigte Palette aus dem Magazin und befestigt sie an einer der beiden Arbeitsstationen des Schweißroboters (Panasonic TA 1600). Während der Schweißroboter das Bauteil schweißt, wird die andere Arbeitsstation mit einer weiteren Palette beschickt. Sobald eine Palette mit einem oder mehreren Bauteilen geschweißt ist, wird sie vom Handhabungsroboter ins Magazin gebracht. „Die Zelle enthält 58 Schablonenträger mit insgesamt 240 verschiedenen Schablonen. Durch die richtige Kombination von Langsamund Schnelldrehern erreicht man eine gute Fertigungsbalance für einen kontinuierlichen Arbeitsfluss“, erläutert André Kouwenberg.

Komplette Zelle anstelle von 2 Standardzellen

Valk Welding hätte den Wunsch von Marel Stork Poultry Processing auch mit 2 Standardzellen erfüllen können. Verkaufsleiter Cees Wieringa: „Aber das hätte immer noch zusätzliches Personal verlangt, um die Aufspannungen umzurüsten und beide Zellen mit Produkten zu beladen.“ Die komplett automatisierte Zelle wird von einem einzigen Operator „bedient“, der die zu schweißenden Teile außerhalb der Zelle in einer Ein-/Ausgabeposition auf den Palettenträger legt und wieder herunternimmt. André Kouwenberg: „Die Leistungsfähigkeit beider Konzepte haben wir daher in einer Simulation miteinander verglichen. Dabei zeigte sich, dass für den Prozess in einer einzigen Komplettzelle 1 Mann pro Schicht ausreichte. Damit hatten wir grünes Licht für die Realisierung unseres Ziels eines kontinuierlichen Arbeitsflusses.“

Software maßgeblicher Faktor für die Fertigung

Welches Bauteil zuerst geschweißt wird, entscheidet die Software. Die Software legt dem Operator Empfehlungen vor, nicht andersherum.Der Operator kann das System allerdings unterbrechen, wenn der Arbeitsfluss bei einem einfachen Bauteil unterbrochen werden muss. Cees Wieringa: „Zu diesem Zweck ist an der Vorderseite der Zelle eine dritte Arbeitsstation angebracht, wo der Operator selbst ein Teil laden und herausnehmen kann. Ohne diese Möglichkeit wäre das System zu starr und könnte es dazu kommen, dass die Montage unnötigerweise auf ein einziges Teil warten müsste.“ Die Software wurde komplett von den Softwareingenieuren von Valk Welding entwickelt.“

Automatischer Brennerwechsel

Um zu gewährleisten, dass der Schweißroboter sowohl beim MIG- und MAG-Schweißen als auch beim WIG-Schweißen mit Kaltdrahtzufuhr eingesetzt werden kann, hat Valk Welding ein in der Zelle eingebautes Brennerwechselsystem entwickelt. Damit können die Brennerhälse des Valk Welding Schweißbrennersystems automatisch gewechselt werden, ohne dass dazu ein manuelles Eingreifen in die Fertigung erforderlich ist. Die von Marel Stork Poultry Processing selbst hergestellten Palettenträger sind in ganze, halbe und Viertelgrößen aufgeteilt. Die Träger sind mit einer Schunk-Aufspannvorrichtung ausgerüstet und werden vom Handhabungsroboter mit einem identischen Gegenstück aufgegriffen.

Großes Vertrauen in Lieferanten

André Kouwenberg: „Als frühzeitiger Anwender sind wir in den meisten Fällen eng an der Entwicklung neuer Technologien beteiligt. Im Schweißbereich wird von Valk Welding und Panasonic deswegen auch viel von unserem Feedback in neuen Versionen berücksichtigt. Durch diese offene Einstellung sowie die kurzen Kommunikationswege haben wir in den vergangenen 25 Jahren viel Vertrauen zu den Mitarbeitern von Valk Welding aufgebaut und haben den Mut zur Entwicklung der neuen Fertigungszelle gefunden. Es gibt zwar mehrere Systemintegratoren, die das vielleicht könnten, aber Valk Welding manifestiert sich mit seinem spezifischen Know-how im Schweißbereich immer deutlicher auf diesem Markt.“

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