Schweißen voll im Griff

Hochqualitative Rundschweißverbindungen bestimmen heutzutage den Designcharakter vieler Produkte des Alltags. Gerade die wirtschaftliche Produktion von kleineren und mittleren Serienlosgrößen stellt dabei für die Unternehmen eine zunehmende Herausforderung dar. Roboter rechnen sich meist nur für die Großserienfertigung, und Handschweißungen sind aufgrund nicht zu vermeidender Qualitätsschwankungen und Fachkräftemangel keine wirkliche Alternative. Aus diesem Grund hat Hoppe – führender Hersteller von Beschlagsystemen für Türen und Fenster - die Möglichkeit genutzt, das WIG-Kaltdrahtschweißen auch für Produkte im unteren Losgrößenbereich auf Basis des Lösungs-Baukastens der Lorch Schweißtechnik GmbH zu automatisieren. Das Ergebnis sind wirtschaftlich produzierte, optisch perfekte Rundnähte und zusätzlicher, produktivitätssteigernder Freiraum auf den Roboter-automatisierten Großserienanlagen

Teile wie diese hat wohl jeder mehrmals täglich in der Hand: Obwohl Tür- und Fenstergriffe scheinbar einfache, alltägliche Produkte sind, sorgen sie doch nicht zuletzt durch ein ansprechendes Design und gute Qualität, die man gerne anfasst, für eine behagliche Wohnkultur genauso wie für ein angenehmes Büroambiente. Das Unternehmen Hoppe entwickelt, fertigt und vermarktet solche Beschlagsysteme für Türen und Fenster aus Edelstahl, Aluminium, Bronze, Messing und Kunststoff. Dabei gilt Hoppe europaweit als Marktführer. Hoppe-Beschläge sind im Berner Euro Stade de Suisse genauso zu finden wie in der Münchner Allianz Arena, oder vor allem auch im privaten und öffentlichen Wohnungsbau. Ein Teil dieser Produkte stammt aus dem Werk in Stadtallendorf/Hessen, einem von neun Werken in Europa und den USA, wo sich rund 300 Mitarbeiter speziell mit der Herstellung und Montage von Edelstahl-Beschlägen befassen sowie Halbfertigware aus den anderen Hoppe-Werken montieren. Das Eigentümer geführte, international tätige Unternehmen mit rund 3.100 Mitarbeitern ist dabei sehr auf die hohen Ansprüche seiner Kunden und die Qualität seiner Produkte bedacht. Bei allem hat das Familien-Unternehmen stets technische Innovationen im Blick, wie etwa die bekannte Schnellstift-Verbindung, mit der sich Garnituren sehr schnell ohne aufwändige Schraubverbindungen montieren lassen.

Top-Nähte ohne Spritzer

Zu den Ausgangsprodukten für die hochwertigen Beschlagsysteme zählen in erster Linie Edelstahlrohre in Griff- und Bügelgriffform, die stirnseitig bündig mit einem Abschlussdeckel verschweißt werden, um die typische, massiv wirkende Form zu erzielen. Zum Einsatz kommt bei Hoppe in diesem Fertigungsbereich das WIG-Rundnahtschweißen (Wolfram-Inertgasschweißen), bei dem Werkstücke aus ein bis drei Millimeter starkem ChromNickel-Stahl verarbeitet werden. Der Vorteil des WIG-Verfahrens dabei: Es gewährleistet sehr saubere, qualitativ hochwertige Schweißnähte, bei denen der Schweißprozess praktisch keine Spritzer und nur wenig Schadstoffe erzeugt.

Unumgänglich ist es freilich, solche Schweißnähte heutzutage automatisiert zu fertigen.

Das Problem für Hoppe bestand bislang darin, für das automatisierte Schweißen von kundenindividuellen Kleinst- und Mittelserien mit Losgrößen zwischen eins und einigen Hundert geeignete Anlagen zu finden. „Solche Lose mussten wir bisher auf unseren Großserien- und Roboteranlagen fertigen, was zur Folge hatte, dass sie während dieser Zeit für ihren eigentlichen Einsatzzweck in der Massenfertigung blockiert waren,“ schildert Michael Kunath, Betriebsleiter des Stadtallendofer Werkes. „Eine solche Vorgehensweise war für uns daher nicht besonders rationell.“

Universelle Anlage für kleine und mittlere Serien

Für solche kleinen und mittleren automatisierten Schweißaufgaben an den stirnseitigen Abschlussdeckeln war Hoppe deshalb auf der Suche nach einer kompakten, universell einsetzbaren Anlage, um auch diese Griffserien rationell fertigen zu können. Fündig wurden die Stadtallendorfer beim Schweißanlagen-Hersteller Lorch, der mit seiner „Automation“ eine sehr vielseitige, automatisierte Schweißlösung speziell für kleine und mittlere Mengen anbietet: Sie besteht aus dem Drehtisch „Turn“, der das Werkstück, in diesem Fall die Griffe mit absolut konstanter Drehzahl präzise unter dem Brenner dreht und bei Bedarf nachregelt. Der exakte Gleichlauf sorgt hier für perfekt abschließende Rundnähte. Alle Prozessabläufe werden dabei durch die Parameterautomatik der leicht bedienbaren Control-Einheit gesteuert – die sozusagen die Leitung des Orchesters aus Turn und der eingesetzten Schweißstromquelle der Lorch V-Serie übernimmt. Dort lassen sich auch bis zu 100 verschiedene Jobs speichern – jeweils in einer Datenbank für bestimmte Prozesse abgelegte Schweißparameter. Per einfacher Job-Auswahl kann die Produktion dann innerhalb kürzester Zeit auf neue Werkstücke umgestellt werden, ohne den Schweißprozess jedes Mal neu einrichten zu müssen.

Überlegene Qualität und Wirtschaftlichkeit

Als Taktgeber fungiert dabei das LorchNet, das alles verbindende Kabel. Über diese digitale, Bus-basierte Datenautobahn lassen sich alle zu steuernden Elemente, also Drehtisch und Schweißanlage sowie optional erweiterbare Komponenten wie die Kaltdrahtzuführung „Feed“, Formiergaszuführung und pneumatische Zustellachsen ganz leicht mit wenigen Handgriffen an die zentralen Steuereinheit „Control“ anschließen. Die Komponenten des modularen Systems von Lorch verstehen sich prächtig und sind zu 100 Prozent kompatibel. „Lorch hatte für uns genau die passende Lösung und dies mit einer kurzen Lieferzeit“, so Ingenieur Kunath: „Im Rahmen des Auswahlprozesses sind wir seinerzeit mit unserer Problemstellung zu Lorch gefahren und haben dort entsprechende Versuche durchgeführt“, schildert der Betriebsleiter. Unterstützung erhielt Hoppe dabei durch das Lorch SchweißtechnikCenter für Nord- und Mittelhessen, der Firma Becher Schweißtechnik mit Sitz in Stadtallendorf-Niederklein. Die Ergebnisse, die schon nach kurzer Zeit gemeinsam erzielt werden konnten, begeisterten die Stadtallendorfer: Die Anlage lieferte eine Qualität und Wirtschaftlichkeit, die mit der bisherigen Lösung oder von Hand nicht zu erzeugen war. „Das hat uns schließlich überzeugt,“ so Betriebsleiter Kunath. Besonders auch die Tatsache, dass sich die Lorch Automationslösung nach dem Baukastenprinzip ganz entsprechend den Hoppe-Bedürfnissen zusammenstellen ließ.

Das Lorch System überzeugt gerade durch die hundertprozentige Kompatibilität seiner Komponenten, ist aber grundsätzlich als offenes System angelegt, um individuell nach Kundenanforderung erweitert und in bestehende Produktionssysteme integriert werden zu können.

Sensorgesteuerte Regelung als AddOn

So konnte Hoppe speziell auf seine Aufgabenstellung zugeschnittene AddOns hinzufügen: Highlight dabei ist eine sensorgesteuerte Regelung für die optimale Feinpositionierung des Brenners. Außerdem ersannen die Hoppe-Spezialisten eine Vorrichtung, um den Brenner für bestimmte Produktserien drehen zu können. Eine selbstgebaute Einhausung der nur rund einen Quadratmeter großen, kompakten Schweißzelle fungiert zudem als Sicherheitsabschottung, die die Mitarbeiter schützt und die sich automatisch schließt, wenn der Schweißvorgang gestartet wird. Auch die Werkstückhalterung wurde modifiziert: Die Griff-Rohlinge werden einfach eingelegt und mit einem einzigen Handgriff fixiert – fertig. Anschließend braucht der Bediener lediglich noch den passenden Job der Lorch-Automationssteuerung mit den voreingestellten Parametern für Werkstückdurchmesser, Drehgeschwindigkeit sowie den Schweißstrom zu aktivieren und schon kann’s losgehen.

Weil sich die Steuerung die Feintuning-Wünsche merkt, ist kein aufwändiges Ermitteln der Überlappbereiche der WIG-Nähte mehr erforderlich. Während der Automatik-Schweißprozess läuft, kann sich der Bediener, der kein ausgebildeter Schweißer mehr sein muss, bereits um Parallel-Arbeiten, wie etwa Einrichtvorgänge oder nachgelagerte Arbeitsschritte, kümmern. Die geschweißten Griffe, die noch gebürstet, poliert oder satiniert werden und danach wie „aus einem Guss“ wirken, gehen anschließend in die Endfertigung, wo sie zu kompletten Garnituren konfektioniert werden. „Unsere Automatik-Schweißanlagen sind jetzt endlich frei für die Großserie“, freut sich Hoppe-Projektingenieur Heinrich Ochs, der für die technische Realisierung zuständig ist. Vorteil für den Betrieb: In der Summe wächst die Wertschöpfung. „Die Lorch Automation war für uns die optimale Lösung. Damit sind wir jetzt in der Lage, auch Kleinst- und Mittelserien mit hoher Qualität zu fertigen“, ergänzt Werkschef Kunath.W

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