Mit dem Großauftrag des benachbarten Unternehmens Holztec-Leitner hat Stöckl Maschinen und Gerätebau den Einstieg ins Roboterschweißen gewagt. Dabei setzt der Hersteller auf die CE-fähige Cobot-Komplettzelle „Weld4Me CE“ von Yaskawa. Zuvor hatte die Schreinerei aus dem oberbayerischen Schliersee ihre selbst entworfenen Schaukel- und Relaxliegen aus Lärchen- und Fichtenholz in Handarbeit gefertigt. Kaum hatte Firmenchef Franz Leitner seine Möbel in einen Online-Shop gestellt, gingen die ersten Bestellungen ein. Und seitdem werden es immer mehr: Inzwischen stehen die europaweit designgeschützten „Himmelsliegen“ nicht nur am heimischen Schliersee, sondern auf vielen Terrassen, in Gärten und Parks bis nach Mallorca und Italien. Nach der ersten Überraschung war bei Holztec-Leitner schnell klar: Um die geforderten hohen Stückzahlen dauerhaft liefern zu können, braucht es einen Partner. Dieser sollte die Fertigung der hochwertigen Drehgestelle aus massivem Metall übernehmen, denn die „Himmelsliegen“ sind nicht nur formschön und bequem, sondern auch um 360 Grad drehbar.
Auf der Suche nach einem geeigneten Fachbetrieb suchte Franz Leitner zunächst vor der eigenen Haustür in Schliersee. Fündig wurde er bei Stöckl Maschinen und Gerätebau. „So ging es los blickt Kamil Kowalski, einer der beiden Geschäftsführer von Stöckl, auf die Anfänge der erfolgreichen Zusammenarbeit zurück. Das 1989 gegründete Unternehmen ist auf die Fertigung von Schweiß- und Montagebaugruppen aus Stahl, Edelstahl und Aluminium spezialisiert. Diese kommen im klassischen Maschinen- und Apparatebau, aber beispielsweise auch in Schienen- und Sonderfahrzeugen zum Einsatz. Bis zur Anfrage von Holztec-Leitner wurden die anspruchsvollen Konstruktionen jedoch meist nur in Kleinserien und überwiegend manuell gefertigt. Die Herausforderung, künftig mehrere hundert Drehgestelle pro Jahr zu schweißen, haben Kamil Kowalski und sein Kollege Christian Strobl dennoch angenommen. Genauer gesagt: automatisiert zu schweißen. Ein kompaktes Roboterschweißsystem, realisiert über einen Cobot, das sich schnell in Betrieb nehmen und einfach bedienen lässt, war daher gefragt.
Die Cobot-Schweißzelle „Weld4Me“ von Yaskawa, die die Vorteile eines kollaborierenden Roboters und einer einfachen Bedienoberfläche mit professionellen Schweißfunktionen in kompakter Form vereint, erwies sich als beste Lösung. Mit seiner jahrzehntelangen Erfahrung ermöglicht der Hersteller damit kleinen und mittelständischen Unternehmen, die bisher manuell geschweißt haben, den passenden Einstieg in das automatisierte Roboterschweißen. Anfang 2022 wurde die Zelle bei Stöckl Maschinen und Gerätebau in Betrieb genommen. Als Sonderausstattung ist sie statt mit den üblichen Spannvorrichtungen mit Magnethaltern ausgestattet. „Die gesägten Profile werden einfach eingelegt und per Knopfdruck magnetisch fixiert“, beschreibt Kamil Kowalski den Vorteil. „Die zugesägten Profile werden einfach eingelegt und per Knopfdruck magnetisch fixiert“, beschreibt Kamil Kowalski den Vorteil. „So ist sichergestellt, dass die Bauteile immer exakt an derselben Stelle liegen.“
Im Einzelnen besteht die „Weld4Me“-Zelle aus einem Cobot „HC10DT IP67“, einer Steuerung „YRC1000“ mit funktionaler Sicherheitseinheit (FSU), einem Schweißtisch, einem Blendschutz sowie weiteren Merkmalen und umfangreichen Schweißfunktionen für das MIG/MAG-Schweißen. Der kollaborative Roboter ist in Schutzart IP67 ausgeführt und somit gegen Schweißspritzer im Produktionsprozess geschützt. Das mitgelieferte komplette Schweißpaket bestehend aus Stromquelle, Kabelpaket, Drahtvorschub und Schweißbrenner ist von zahlreichen namhaften Herstellern erhältlich. Inzwischen bietet Yaskawa diese kompakte Cobot-Schweißlösung auch als CE-fähige Komplettzelle „Weld4Me CE“ an.
Die Komplettzelle berücksichtigt in der Risikobeurteilung die Anforderungen an die Mensch-Roboter-Kollaboration und ermöglicht durch die Sicherheitskonfiguration einen sicheren Schweißbetrieb. Das bedeutet: Der Roboter kann über integrierte Drehmomentsensoren direkt ohne Zaun eingerichtet werden. Sobald die Vorhänge geschlossen sind, arbeitet er im Industriemodus. So lassen sich beim HC10DT IP67 auch komplexere Schweißaufgaben auf zwei alternativen Wegen programmieren: klassisch per Programmierhandgerät (Teachbox) oder per Handführung (Direct-Teach) des Cobot-Arms. Bei Stöckl Maschinen und Gerätebau bevorzugt man derzeit noch die Programmierung per Teachbox. Allerdings schätzt Geschäftsführer Kamil Kowalski perspektivisch auch die Cobot-spezifische Option der handgeführten Programmierung. Denn mit der Handführung des kollaborierenden Roboters lassen sich neue Schweißpositionen einfach anfahren und auf der vereinfachten Bedienoberfläche „Welding Wizard“ programmieren. Praktische Bedienknöpfe am Flansch erleichtern die Programmierung der Schweißaufgabe zusätzlich. Nach der Programmerstellung kann die Roboterbahn in einem Trockenlauf noch einmal überprüft werden, bevor der Roboter seine Schweißarbeit aufnimmt. Das Einarbeiten in komplexe Programmierumgebungen entfällt, so dass mehr Zeit für den eigentlichen Schweißprozess bleibt. Gerade bei kleinen Losgrößen und hoher Produktvielfalt ist diese Lösung besonders geeignet, da der Aufwand für das Umrüsten auf ein neues Teil minimiert wird.
Seit Anfang 2022 ist die neue Cobot-Schweißzelle bei Stöckl Maschinen und Gerätebau erfolgreich im Einsatz: Der jährliche Durchsatz liegt mittlerweile bei rund 1.000 Liegedrehgestellen. „Der Einstieg in die Robotik ist uns insgesamt gut gelungen“, resümiert Geschäftsführer Kamil Kowalski und er möchte auf den Roboter auch nicht mehr verzichten: „Der Schweiß-Cobot von Yaskawa soll zwar erst einmal der einzige Roboter bei uns bleiben, er wird aber künftig noch mehr Aufgaben übernehmen.“
Autor:
Jürgen Riedinger
Senior Sales Manager GI Robots & Products Yaskawa Europe
Robotics Division, Allershausen
