010 Badarmatur

Armaturen-Design erfordert Roboter-Flexibilität

Die steigenden Ansprüche an Design, Funktionalität und Qualität bei Sanitärarmaturen müssen auch mit der Wirtschaftlichkeit bei deren Herstellung in Einklang gebracht werden. Deshalb ersetzen Roboter-Schleifsysteme immer mehr konventionelle Rundtischanlagen.

Unter „Wasser erleben“ versteht das Traditionsunternehmen Hansa nicht nur die dafür notwendigen Armaturen, sondern auch das Medium Wasser selbst zu gestalten. Gemäß dieser Philosophie, für die der Stuttgarter Armaturenhersteller Hansa Metallwerke AG seit nunmehr fast 50 Jahren steht, wird heute ein breites Sortiment an Sanitärarmaturen wie Bad- und Küchenarmaturen, Brausen, Duschsystemen sowie elektronischen Konformarmaturen für den privaten und öffentlichen Bereich gefertigt. Ob designorientiert oder klassisch, Hansa hat für jeden Anspruch das passende Markenprodukt parat und entwickelte sich auf diese Weise über die Jahre von einer deutschen Handwerkermarke zum internationalen Qualitätsführer. „Die Design-Inspiration entwickelt sich aus der ergiebigsten Quelle der Welt: dem Wasser“ und dass man es bei Hansa laut diesem Slogan bestens versteht, Design und Funktionalität unter einen Hut zu bringen, lässt sich vor allem anhand zahlreicher Design-Preise wie DesignPlus (2003, 2005), reddot design award (winner 2003, 2005, 2007, 2009), if (2004, 2006), Design Center Stuttgart (2004, 2005), Designpreis Deutschland (nominiert 2004, 2005) oder Good Design (2006, 2007) sozusagen ablesen. Jedoch hat Design auch immer seinen Preis und damit ist in erster Linie nicht allein der Verkaufspreis als solcher gemeint. Denn Design an Armaturen, die in kleinen bis mittleren oder auch größeren Serien gefertigt werden müssen, stellt vor allen Dingen auch die Produktionsbereiche vor neue und große Herausforderungen, weil Design-Armaturen sich nur mit aufwändigeren und damit teureren Herstellungsprozessen realisieren lassen. Dazu sagte Hans-Peter Wittmann, Leiter Fertigung im Produktionswerk der Hansa Metallwerke AG in Burglengenfeld: „Wir haben sehr unterschiedliche Produkt- und Designausführungen und teilen deshalb die schleif- und poliertechnischen Anforderungen zur qualitätsvollen Umsetzung des Designs in A-, B- und C-Flächen ein, wobei C-Flächen die einfachste Kategorie darstellt und auf herkömmlichen Rundtaktmaschinen bearbeitet werden können. Ganz anders sieht das bei den A- und B-Flächen aus, zumal die neuen Armaturen Design, Funktionalität und höchste Qualität in sich vereinen“.

Hoch automatisierte Fertigung als zentraler Qualitäts-Baustein

Innerhalb der Hansa-Gruppe, die aktuell rund 750 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt, die auf drei Standorte in Stuttgart (Hauptverwaltung, Forschung, Entwicklung), Burglengenfeld (Produktion) und CZ-Kralovice (Produktion) verteilt sind, kommt dem modernen Produktionswerk Burglengenfeld eine führende Rolle zu. Um die aktuellen und künftigen Fertigungsaufgaben rationell, effizient und wirtschaftlich bewältigen zu können, wird hier sukzessive in neue und noch leistungsfähigere Produktionseinrichtungen investiert und setzt dabei mehr denn je auf flexible nutzbare Roboterlösungen. Damit sieht man sich im Werk Burglengenfeld in der Lage, anspruchsvolle Formgebungen im Design „adäquat“ umsetzen zu können, was nicht anderes heißt, als per Roboter die notwendigen Schleif- und Polierbearbeitungen vollautomatisch durchzuführen um auf Dauer in der Produktionseffizienz und in der Qualität wettbewerbsfähig zu bleiben. Hans-Peter Wittman meinte diesbezüglich: „Wir verfügen im Bereich Roboterschleifen über große Erfahrungen. 1990 führten wir die ersten Schleif- und Polierversuche durch und 1992 wurden dann die ersten Roboter-Schleif- und Polierlinien beschafft, die zum Teil noch heute voll im Einsatz sind. Bereits seit dieser Zeit arbeiten wir mit den Roboter- Schleif- und Polier- Spezialisten von SHL zusammen, um den teuersten Fertigungsprozess, nämlich das Schleifen und Polieren der bis zu 6,5 kg schweren Gussteile, was zwischen 100 und 300 Sekunden beansprucht, immer wieder und vor allem nachhaltig optimieren zu können“ Jüngstes Projekt war das komplette Retrofitting einer vorhandenen Roboter- Schleif- und Polierlinie. Dabei galt es auch zu berücksichtigen, dass zur Erhöhung der eigenen Wertschöpfung sowohl Schleif- und Polierbearbeitungen von externen Dienstleistern zurückgeholt wurde und dass auf der Anlage neue Design-Produkte bearbeitet werden müssen. Willi Tillinger, Vertrieb und Anwendungstechnik bei der SHL Automatisierungstechnik AG, D-78583 Böttingen, und zuständig für den langjährigen Kunden Hansa, führte zum neuen Projekt aus: „Wir haben gemeinsam den Kapazitäts-Bedarf und die erforderliche Anwendungs-Flexibilität sowie die Machbarkeit analysiert. Dabei sind wir zum Schluss gekommen, eine vorhandene Linie quasi neu aufzubauen und mit weiteren Roboterzellen zum Schleifen und Polieren der vom Design her anspruchsvolleren Armaturen aufzurüsten. Die große Herausforderung war dabei, grundsätzlich acht verschiedene Typen, von denen immer zwei gleichzeitig jedoch in verschiedenen Ausführungen im Mischbetrieb auf der Linie zu bearbeiten sind, sowohl spann- als auch handhabungs- und schleif- sowie poliertechnisch im Griff zu haben, um im Mehrschichtbetrieb prozesssicher produzieren zu können“.

Roboter- Schleif- und Polierzellen machen „design-, varianten- und stückzahlflexibel“

Die dem nachdrücklichen Retrofitting unterworfene „neue“ Roboter- Schleif- und Polierlinie besteht nun im Wesentlichen aus zwei Schleifroboterzellen und zwei Polierroboterzellen, dem durchgängigen Materialflusssystem für den Transport der Paletten mit Werkstücken und je einem Handarbeitsplatz. Die Roboter-Schleifzellen wiederum bestehen aus zwei 6-Achsen-Industrierobotern KUKA KR 60/3 für 60 kg Traglast und Steuerung KR C2, Grundaufnahmen für Pneumatik- und Vakuum-Spanneinrichtungen, zwei x zwei = vier SHL-Freiband- und Kontaktrollenschleifmaschinen FKS 250/450 sowie Hub-/Schwenkeinheiten für die FKS zur werkstückspezifischen Positionierung beim Bearbeiten von schwierigen Designflächen. Die Roboter-Polierzellen dazu sind ähnlich ausgerüstet und aufgebaut, weisen jedoch jeweils zwei SHL-Schwenkbare Doppelpoliermaschinen DP1000 ROB-DPE-G und zwei SHL-Poliermaschinen P550 ROB und des Weiteren sechs Hochdruckpastepistolen zum Auftragen von Polierpaste auf. Zum weiteren Liefer- und Leistungsumfang gehörten auch der Umbau und die Erweiterung des Palettenfördersystems sowie der Austausch und die Integration vorhandener und noch gebrauchsfähiger Roboter. Aus Redundanz- und Kapazitäts-Gründen sind die Roboter- Schleif- und Polierlinien immer in zweifacher identischer Ausführung vorhanden, wobei hier das Retrofitting nacheinander erfolgte. Beide Roboter- Schleif- und Polierlinien teilen sich in die drei Sektoren Vorschleifen, Feinschleifen und Polieren auf und am Linienkopf befindet sich der Handarbeitsplatz, an dem auch die Bestückung der Paletten mit Rohteilen bzw. nach dem Durchlauf die Entnahme der fertig bearbeiteten Armaturen stattfindet. Durch die neue Schleif- und Polierstrategie, auf Basis von vier neuen und der Integration von zwei vorhandenen Robotern, ließen sich die älteren Rundschalttische ersatzlos streichen und die neuen Anlagen werden jetzt allen denkbaren Designanforderungen gerecht.

Resümee

Dass es sich beim Schleifen und Polieren von Armaturen aus Messing (MS 63) in der Praxis um eine schwere und anspruchsvolle mechanische Bearbeitung handelt, wird auch daran deutlich, dass beim Schleifen der Armaturenkörper in den Roboterschleifzellen mit den Schleifbändern und Kontaktscheiben der Körnungen 80 bzw. 280 an bestimmten Stellen bis zu 0,6 mm Material abzutragen ist, um eine in Form und Qualität „polierfähige“ Oberfläche zu erhalten. Beim Polieren schließlich ist eine glatte und fehlerfreie Oberfläche zu erzielen, um im abschließenden galvanischen Beschichtungsprozess dann eine qualitativ perfekte Oberfläche zu erhalten. Zur Bewältigung der täglich anfallenden Aufträge sind bei Hansa in Burglengenfeld heute fünf Roboterlinien zugange, davon zwei für Einloch-Waschtisch- und Bidet-Armaturen, zwei für Bad- und Brause-Armaturen und eine für Kleinserien sowie Sonderteile, wobei auf jeder Linie wie erwähnt immer zwei verschiedene Teile laufen bzw. in Arbeit sind. Abschließend zeigte sich Hans-Peter Wittmann von der Zusammenarbeit mit SHL voll überzeugt und setzt auch in Zukunft auf Roboterlösungen aus dem schwäbischen Böttingen: „Wir haben heute in 30 Roboter- Schleif- und Polieranlagen insgesamt 42 SHL-modifizierte Industrieroboter hochproduktiv im Einsatz. Für die Betreuungs-, Bedienungs- und Beschickungsaufgaben in der Schleiferei und Poliererei sind im Dreischichtbetrieb 35 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt, und zwar inklusive des Qualitäts-Managements mit abschließender 100% Sichtprüfung. Mit dem Personal und dem Roboter-Equipment schleusen wir pro Tag etwa 4.500 Armaturen durch die Schleiferei und Poliererei. Rechnet man noch die rund 1.500 Teile in Form von Unterputzbauteilen hinzu, dann verarbeiten wir im Monat gut 180 Tonnen Gussteile aus MS 63, was in Summe doch eine sehr hohe Anzahl produzierter Werkstücke ergibt. Das wäre ohne den konsequenten Einsatz von Roboter- und damit vollautomatisierte Schleif- und Poliertechnik gar nicht möglich; zumal wir bzw. unser Ausstoß auch stark von einer maximalen technischen Anlagen-Verfügbarkeit abhängen. Mit SHL haben wir einen Partner, der uns in allen Belangen voll unterstützt und mit Hilfe der Robotertechnik auch die Design- sowie insgesamt die Produkt-Qualität sicherstellt“.