Ein schwerer Brocken für den Roboter

Bremen nimmt innerhalb von Kloeckner Metals Germany als Brenncenter-Kompetenzstandort eine besondere Stellung ein. Hier werden Brennteile für stahl- und metallverarbeitende Unternehmen bearbeitet. Der Kundenkreis reicht von Werften und Schiffbauzulieferern über Maschinenbauer bis hin zu Stahlbauunternehmen. Der Standort verfügt dabei über ein spezielles Know-How in der Fertigungs- und Anarbeitungstechnik. Neben Standardleistungen wie Trennen, Ablängen und Oberflächen- und Wärmebehandlungen wird hier auch die komplexe Fertigung von montagefertigen Bauteilen und Komponenten durchgeführt. In Bremen sind gegenwärtig rund 50 Mitarbeitende in der Stahlbearbeitung und im Stahlhandel tätig. Das Werk verfügt auf ca. 18.000 m² überdachter Lagerfläche mit insgesamt sieben Lagerhallen über 16 Kranlangen und einen umfangreichen Maschinenpark, mit dem die vielfältigen Kundenwünsche passgenau und mehrwertschaffend realisiert werden.

Die Brennteile, die hier gefertigt werden, können bis zu mehrere hundert Kilogramm schwer sein und auch dementsprechende Ausmaße annehmen. Diese per Hand zu entgraten, stellte Mitarbeiter vor gewaltige Herausforderungen. Aber auch Standardlösungen zu Automatisierung stoßen an ihre Grenzen. Nun hat das Unternehmen eine speziell entwickelte, automatisierte und roboterbasierte Anlage für das Entgraten von bis zu 750 kg schweren Stahlbrennteilen in den Regelbetrieb übernommen. Das neue Robotersystem übernimmt diese bislang manuell durchgeführte, körperlich anstrengende und gefährliche Bearbeitung der großflächigen und schweren Stahlteile. Damit wird eine höhere Güte der Brennteilbearbeitung bei gleichbleibend hohem Qualitätsniveau erreicht und zugleich Freiraum für die Mitarbeitenden zur Durchführung anderer wichtiger Aufgaben geschaffen. Selbst der Verschleiß der Schleifwerkzeuge wird dabei automatisch überwacht. Darüber hinaus ermöglicht der Roboter auch Schleifvorgänge, die für eine manuelle Ausführung unmöglich wären.

Das gemeinsam mit dem Automatisierungsexperten Teqram entwickelte neue Entgratungsrobotersystem mit einem ABB-Industrieroboter vom Typ IRB 6700-245 sowie 3D Vision führt die Erkennung und Nachbearbeitung von Brennteilen durch und bearbeitet diese mit einer Auswahl von fünf Standardwerkzeugen – rund um die Uhr und vollautomatisiert. Das Handgelenkdrehmoment des Roboters liegt bei 1.693 Nm, die Positionswiederholgenauigkeit bei 0,05 mm und die Bahnwiederholgenauigkeit bei 0,10 mm. Die Gesamtbedienung des Roboters erfolgt mittels der von Teqram zur Verfügung gestellten Software Easy Grinder, einer Industrierobotersteuerung, die mit dem Roboter und einer Kamera für die 3D Vision sowie einer Kamera für die Umfeldüberwachung kommuniziert. Kontrolliert wird das System über eine PC-gestützte Desktop-Anwendung. Dabei werden auch Big Data zur späteren Qualitätsoptimierung gesammelt. Das Kamerasystem Easy Eye von Teqram ermöglicht es dem Roboter, das Werkteil zu identifizieren, indem Konturen und Formen mit Hilfe von 3D Vision erfasst werden. So ist für eine genaue Positionierung aller zu bearbeitenden Bauteile gesorgt. Das wiederum hat den Vorteil, dass alle Tools, die im Nachhinein eingesetzt werden, auch zu 100 % ihre Tätigkeit ausüben.

Bei den zu bearbeitenden Stahlteilen handelt es sich um verschiedenste Bauteile, die zum Beispiel für den Schiff- und Maschinenbau oder den Brückenbau zum Einsatz kommen. Der 4 m hohe Sechs-Achs-Roboter hat eine Armreichweite von 3 m sowie eine Traglastfähigkeit von bis zu 250 kg im Pick & Place Betrieb. Dabei greift sich der Roboter die bis zu 800 x1 800 mm großen Teile von acht Paletten – sowie bis zu 750 kg bei Zuführung per Kransystem. Anschließend wählt der Roboter das richtige Werkzeug – das sind zwei Meißel, je ein horizontaler und waagerechter Winkelschleifer, ein Stiftfräser sowie ein Magnetarm – aus einem Gestell, schließt es mit einem pneumatischen Verschluss an den Roboterarm an und startet mit der Bearbeitung. Diese umfasst Vor- und Entschlacken, Schleifen, Fräsen, Verrunden und Senken. Derzeit erfolgen die Arbeitsschritte in drei verschiedenen, wählbaren Programmabläufen – weitere Varianten werden entwickelt.

„Diese bislang in der europäischen Stahlindustrie einzigartige Anlage ist für uns der nächste wichtige Schritt in der digitalisierten Stahlbearbeitung, mit der wir unseren Kunden qualitativ anspruchsvolle und präzise Werk- und Bauteile mit einer hohen Wiederholgenauigkeit anbieten können“, so Bernhard Weiß, CEO Europa Klöckner & Co und CEO Kloeckner Metals Germany. „Das zukunftsweisende Robotersystem ist High-Tech für unseren Standort Bremen und führt zu einer signifikanten Kapazitätserweiterung in der Produktion. Wir belegen hiermit einmal mehr unsere Innovationsführerschaft in der Stahlindustrie und investieren nachhaltig in die weitere Verbesserung der Arbeitssicherheit.“