Roboter im Werkzeugbau? Na klar!

Prozessoptimierung mit Charmilles: Hettich Umformtechnik in Berlin baut auf Automatisierung in der Drahterosion

Text: Michael Paulwitz

„Wozu benötigt man in der Erodiererei einen Roboter?“ Diese Frage wurde auch im Hause Hettich Umformtechnik gestellt und kontrovers diskutiert. Sollte man bei der Anschaffung einer neuen Drahterosionsanlage auch gleich in einen vollautomatisierten Werkzeugwechsler investieren? Immerhin ging es um ein – damals noch in D-Mark gerechnet – Millionenprojekt. Doch das Team um Chefprogrammierer Heiko Harborth und den Leiter des Werkzeugbau-Centers Ullrich Piechnick konnte alle Skeptiker überzeugen: Ihre Charmilles ROBOFIL 2030SI mit System3R-WorkMaster-Roboter hat die hohen Erwartungen erfüllt – das Ziel, neben zeitintensiven Kleinteilen in verbesserter und reprodu-zierbarer Qualität bei niedrigeren Stückkosten und geringeren Durchlaufzeiten zu fertigen, wurde vollauf erreicht.

Werkzeugbauabteilungen gelten namentlich im Norden der Republik nicht unbedingt als typisches Einsatzgebiet für vollautomatisierte Lösungen. Ein überholtes Urteil, meint Heiko Harborth: Für sein Unternehmen habe der Roboter eine neue Dimension eröffnet. Sein Unternehmen, das ist die Hettich Umformtechnik GmbH in Berlin, führender Hersteller von Stanzteilen für Scharniere und Beschläge für die Möbel-industrie und einer von zehn deutschen Standorten des weltweit aufgestellten Hettich-Konzerns. 240 Mitarbeiter fertigen hier Stanz- und Umformteile für den Mutterkonzern und zunehmend für die Automotive-Industrie. Monat für Monat verlassen die Berliner Werkshallen im Schnitt rund 60 Millionen Stanzteile sowie etwa 60 Millionen Schrauben, Nieten und Stifte. Die dafür erforderlichen Hochleistungswerkzeuge mit hohen Standzeiten für große Lose liefert das interne Center Werkzeugbau; die Konstruktion eingerechnet, sind hier allein fast ein Viertel der Mitarbeiter beschäftigt. Mit mehreren Millionen Euro internem Jahresumsatz ist der Werkzeugbau eine tragende Säule des ganzen Unternehmens.

Flexibilität durch Automatisierung
Der Erodierabteilung mit ihren vier Mitarbeitern kommt dabei eine Schlüsselrolle zu. Flexibilität ist gefragt: Der steigende „Just-in-time“-Druck in der Abnehmerkette zwingt zu geschmeidigen Antworten auf rasch wechselnde Anforderungen. Wenn es hakt im Produktionsprozess, muss für ein defektes Werkzeug rasch Ersatz her. Gerade kleine Werkzeug-ersatzteile wie Stempel- oder Schneideeinsätze sind jedoch programmier- und rüstzeitintensiv; ungünstige Haupt-/Nebenzeitverhältnisse von 1:1 sind nicht selten. Große Ersatzteillager sind da-gegen teuer und binden wertvolle Kapazitäten. Eine innovative Lösung muss daher an der gan-zen Prozesskette ansetzen. Der Schwachpunkt war schnell gefunden: Häufige manuelle Rüstarbeiten während der bemannten Arbeitszeit führten zu langen und unproduktiven Maschinenstillständen auch in der unbemannten Zeit.
 Schon Mitte der Neunziger hatten die Hettich-Werkzeugbauer deshalb eine Automati-sierungslösung ins Auge gefasst. Hohe Kosten und nicht voll befriedigende Palettensysteme sprachen damals noch dagegen. Inzwischen jedoch hat sich einiges getan auf dem Markt. Heiko Harborth und Ullrich Piechnick wollten nichts dem Zufall überlassen und packten ihr „Projekt AWD“ – steht für „Automatischer Werk-stückwechsel in der Drahterosion“ – generalstabs-mäßig an. Im Team mit den Mitarbeitern der be-troffenen Abteilungen analysierten sie die Situ- ation im Betrieb und den Bedarf, zogen Fachleute der unterschiedlichen Anbieter von Drahterodier-anlagen, Spannsystemen, Messmaschinen und Robotern hinzu und präsentierten der Geschäfts-leitung das Ergebnis: Die Kombination Charmilles ROBOFIL 2030SI mit WorkMaster-Roboter und Spannmittel von System 3R sowie Zeiss-Vista-Messplatz erfüllte als einzige unter sechs in Frage kommenden Lösungen alle Anforderungen der Werkzeugbauer von Hettich Umformtechnik.
 Im Einsatz hat sich die Charmilles/3R-Lösung bislang bestens bewährt. Durch hauptzeitparalleles Rüsten und Programmieren sind Bearbeitungsstrategien möglich, mit denen die Durchlaufzeiten um 25 bis 30 Prozent gesenkt werden können. Als Beweis zeigt Harborth auf die leergefegten Arbeitstische in der Erodierabteilung: Nirgends stapeln sich Kleinteile, die keiner gerne macht. „Maschine und Roboter sind einfach zu bedienen, es macht richtig Freude, damit zu arbeiten“, bestätigt der Leiter der Erodierabteilung: „Früher hat keiner gern Kleinteile gemacht, jetzt reißen sich alle darum.“ Die kleinen Teile sind zudem leichter planbar geworden; als positiver Nebeneffekt lassen sich zudem Lagerteile in eine kostengünstigere Prozessstufe verschieben.
 Um diese Zeit- und Kostenvorteile zu realisieren, muss freilich die gesamte Prozesskette stimmen. Heiko Harborth schildert einen typischen Ablauf: Ein Auftrag wird in einer zentralen Datenbank – beispielsweise PC mit Peps – erzeugt, das zugehörige Werkstück auf Spannmittel gerüs-tet und mittels Chip und Handlesegerät dem Auftrag zugeordnet. Anschließend werden die Korrekturdaten an der Zeiss Vista-Messmaschine er-mittelt und die Messdaten in das Charmilles-Format umgewandelt. Sowie der Werkstückwechsler den Auftrag über den Palettenchip identifiziert, wird er im Zellenrechner, der Maschine und Roboter steuert, aktiviert.

Partner für Prozessoptimierung
Das spontane Einschieben von „Schnellschüssen“ ist damit unproblematisch geworden: Die Zellensteuerung erlaubt jederzeit, einen laufenden Auftrag zu unterbrechen, um beispielsweise eine eilige Werkzeugreparatur vorzuziehen. Auch die Bearbeitungspriorität der bereits programmierten und erfassten Aufträge kann zu jedem Zeitpunkt geändert werden. Das ermögliche flexible und schnelle Reaktion, wenn es einmal „brennt“, meint Harborth, und ergänzt: „Wenn’s zu einfach ist, muss man fast schon die Tastatur abschließen, sonst schiebt jeder seinen Auftrag auf oberste Priorität!“ Für Harborth ist es ein unschätzbarer Vorteil, dass sowohl der Bezug von Maschine und Peripheriegeräten als auch der laufende Service über eine Adresse erfolgt: Charmilles Technologies. Gibt es Probleme, muss Hettich nicht von einem Hersteller zum anderen laufen, sondern hat einen einzigen Ansprechpartner. „Unser Haus hat bei Projekten wie diesem 50 Prozent des Umsatzes, aber 100 Prozent des Risikos“, bestätigt Charmilles-Verkaufsleiter Joachim Partosch, der gemeinsam mit dem Geschäftsführer der Potsdamer WEMESMA GmbH, Roland Spieß, das Projekt von Anfang an betreut hat. Das entspreche aber dem Selbstverständnis von Charmilles als Problemlöser für die gesamte Prozesskette rund um die Funkenerosion. Für das Hettich-Team war dieses Angebot mit ausschlaggebend für die Kaufentscheidung.
 Der Modernisierungsschub, den die An-schaffung des Roboters in der Erodierabteilung ausgelöst hat, zieht sich durch das ganze Unternehmen. Die anderen Abteilungen im Werkzeug-bau hätten sich auf das flottere Tempo in der Erosion eingestellt – Arbeiten, mit denen der Roboter „gefüttert“ werden muss, haben Vorrang.

Strategisches Ziel: Systemlieferant
Mit der Verbesserung der Abläufe ist man bei Hettich noch lange nicht zufrieden. Es sollen noch weitere Geschäftsfelder neben dem Kernbereich „Möbelbeschlag“ aufgebaut werden, der Blick richtet sich vor allem auf die Automobil-industrie. Der Einstieg ist geschafft. Heiko Harborth ist sicher: Ohne die Flexibilität und Reaktionsschnelligkeit einer automatisierten Fertigung ist dieses Ziel auf Dauer nicht zu erreichen. Die Anschaffung der Charmilles ROBOFIL 2030SI mit Roboter sieht Harborth auch unter diesem Gesichtspunkt als gute Investition in die Zukunft.
www.charmilles.de