Perfektes Zusammenspiel durch ein flexibles Automationssystem

Das nahe der luxemburgischen Grenze gelegene Unternehmen Thyssenkrupp Automotive Body Solutions beliefert als integrierter Karosseriebauer mit seinen standardisierten und flexiblen Lösungen seit Jahrzehnten die Automobilindustrie. Das vor 125 Jahren gegründete Unternehmen ist am Markt für Schnelligkeit, Know-how und Qualität bekannt, dass Thyssenkrupp Body Solutions dasselbe von seinen Lieferanten erwartet, ist daher nur logisch. Das hat Grob bereits 2008 beim ersten Projekt mit Thyssenkrupp Body Solutions gemerkt.

Ende 2008 investierte das Unternehmen in sein erstes Automationssystem mit integriertem 5-Achs-Fräszentrum. Eine Roboter-Automation, die mit einer kombinierten Paletten- und Werkstückhandhabung sowie der Möglichkeit, eine zweite Maschine zu integrieren, ausgestattet war. Zehn Jahre später sollte diese Automation dann mit einem zweiten 5-Achs-Fräszentrum erweitert werden.

„Hier war Grob die einzige Firma, die bereit und in der Lage war, uns zu helfen. Zumal es damals auch schon Probleme mit der Automation gab“, erinnert sich der Produktionsleiter von Thyssenkrupp Automotive Body Solutions, Thomas Hahn noch sehr genau, der mit seiner 40-jährigen Berufserfahrung ein alter Hase im Maschinenbau ist. „Und so ganz nebenbei konnten wir uns bei diesem Auftrag zum ersten Mal von der flexiblen, aber auch technologisch beindruckenden Vorgehensweise von Grob überzeugen“.

Umfangreiche Tests

Die Lösung wurde mit einer Grob G550 gefunden. Sie konnte nach umfangreichen Tests, mit zusätzlicher Integration eines neuen Leitsystems von Procam mechanisch sowie steuerungstechnisch in die bestehende Anlage eingebunden werden.

Noch intensiver und umfangreicher war die Herausforderung für die Grob-Angebotskonstrukteure bei der zweiten, äußerst anspruchsvollen Aufgabenstellung von Thyssenkrupp Automotive Body Solutions. Für seine Kleinteile-Serien-Produktion plante das Unternehmen die Anschaffung eines 5-Achs-Fräszentrums inklusive Automation, mit der unterschiedlichste Werkstücke flexibel in zwei Aufspannungen produziert, aber auch Sonderteile gefertigt werden können.

Trotz der zu dieser Zeit erschwerten Bedingungen durch Corona schaffte es Grob, erfolgreich mit Thyssenkrupp Automotive Body Solutions zusammenzuarbeiten und sich bezüglich einer optimalen Automationslösung eng abzustimmen. Wie bei der ersten Automation, sollte auch bei dieser Anlage die Leitsoftwaretechnik von Procam zum Einsatz kommen. Auch bei diesem Auftrag ging es in erster Linie darum, ein gesamtheitliches Konzept auf Basis der Kundenanforderungen zu finden.

Cleveres System

„Wir mussten also in diesem Anwendungsfall nicht nur der Forderung eines flexiblen Teilspektrums gerecht werden, sondern auch als Generalunternehmer ein cleveres System finden, wie wir unsere G350 Access, das Gressel-R-C2-Spannsystem und die Leitsoftware von Procam auf die Anforderungen des Kunden abstimmen können“, erklärt Grob-Angebotskonstrukteur Ralph Birkle die Ausgangslage.

So wurde in enger Zusammenarbeit mit Thyssenkrupp Automotive Body Solutions zunächst die gewünschte Automation und ein Teilespektrum spezifiziert. Zur geforderten sechsseitigen Bearbeitung des Rohteils kam der Robotergreifer von Gressel zum Einsatz, da sich dieser einmal als Greifer und gleichzeitig als Spannsystem in die Maschine einsetzen lässt. Damit braucht es weder Paletten noch viele unterschiedliche Greifer, da im Prinzip der Roboter mit großem Hub den Greifer auf sehr unterschiedliche Werkstücke einstellen kann. In Summe ist diese Anlage nicht nur hoch flexibel, sondern kann auch mit nur wenigen Greifern viele unterschiedliche Werkstücke handhaben.

Überzeugende Lösung

Der Roboter, der mit seiner vorderen Schnittstelle Greifer wechseln kann, setzt den ersten Greifer in die Maschine und holt sich mit einem weiteren Greifer aus dem Bahnhof das nächste Werkstück. Dieses wird dann mit dem Greifer in der Maschine durch den Roboter verschraubt, bearbeitet und über ein Nullpunkt-Spannsystem gewechselt. „An dieser Stelle haben wir den Einsatz eines Palettenwechslers favorisiert, damit ein hauptzeitparalleles Be- und Entladen der Gressel-Spannmittel möglich ist und Wartezeiten der Maschine auf ein Minimum reduziert werden können“, erklärt Grob-Gebietsverkaufsleiter Jürgen Rieger.

Ein weiterer Vorteil der Anlage ist, dass direkt nach der ersten Bearbeitung der Roboter schon parallel den Spanner aus dem Palettenwechsler herausnimmt und in eine Umspannstation fährt, in der sich unten schon ein weiterer Greifer befindet. Jetzt hängt er den Greifer oben ab, fährt nach unten und übergibt das Teil um 180 ° gedreht in den Wechselgreifer. So entsteht die Umspannung von OP10 nach OP20. Der Palettenwechsler reduziert also nicht nur die Wartezeiten, sondern ermöglicht auch, dass die vielen Greiferwechsel hintereinander ablaufen können.

Ein Gesamtkonzept für ein solches Automationssystem zu entwickeln, ist das eine. Es zum Laufen zu bringen, lässt sich nur im Team, mit intensivem Austausch auf Augenhöhe untereinander und mit viel Know-how und Erfahrung bewerkstelligen. So ist diese erfolgreich produzierende Automationsanlage das Ergebnis einer intensiven Zusammenarbeit zwischen Grob, Gressel, Procam sowie Thyssenkrupp Automotive Body Solutions.

Das Fazit von Thomas Hahn, Produktionsleiter Thyssenkrupp Automotive Body Solutions: „Für mich war sehr beeindruckend, dass es Grob geschafft hat, den Prototyp Maschine und Automation in dieser Form zum Laufen zu bringen. Faszinierend auch, dass die Berechnungen für die vorgegebenen Werkstücke und deren Taktzeiten so schnell gestimmt haben. Eine kluge Lösung, da wir durch den Palettenwechsler und den Roboter-Greifer als Schraubstock viel effizienter werden konnten als erwartet.“

Auch Ruben Erbel, Anwendungstechniker Thyssenkrupp Automotive Body Solutions, ist von der Lösung überzeugt: „An dieser Maschine, die ich bereits vom Aufbau bis zur ersten Abnahme begleitet habe, arbeite ich seit Anfang letzten Jahres. Mit der G350 access bin ich sehr zufrieden. Gestartet sind wir mit fünf bis elf Teilen in Serie und Kleinserie. Jetzt sind wir bereits bei 20 bis 25 Bauteilen, die beweisen, dass alles gut funktioniert.“

Quelle: Grob-Werke GmbH & Co. KG