Bildquelle: Digital Manufacturing, Ausgabe 6/2021
Ab März 2020 erfolgte die Abnahme der neuen Anlage teils mit virtuellen Methoden unter Corona-Bedingungen.Innovation aus Tradition: Bereits die Vorgängeranlage war im Jahr 1982 ein technologischer Quantensprung für die Herstellung von Kleinverteilern (Sicherungskästen) und Zählerschränken. Für die neue Errungenschaft von ABB Striebel & John gilt dies umso mehr.
Am Standort Sasbach ist seit 2020 eine Laserschweißanlage in Betrieb, die die Kleinverteiler, Zähler- und Wandschränke der Serie ComfortLine weit effizienter und flexibler als bisher produziert. Dabei kommt der technische Vorteil direkt bei den Kunden an. Das Laserschweißen erzeugt eine so dichte Verbindung, dass die Schränke nun ohne zusätzliche Dichtstoffe die Schutzklasse IP44 erreicht.
Die jüngste Generation der Schranksysteme ist den Anforderungen der Zukunft gewachsen: etwa der immer komplexer werdenden Zählertechnik – Stichwort Smart Metering. Das neue Innenausbausystem berücksichtigt zusätzliche Räume für diese Komponenten und Verbindungskanäle. Mit der Software ComfortPlaner lassen sich beispielsweise Zählerplätze komfortabel konfigurieren.
„Mit der neuen Anlage produzieren wir um ungefähr 30 Prozent energieeffizienter und sind schneller sowie flexibler.“
SEBASTIAN SMOLKA, PRODUKTIONSLEITER BEI ABB STRIEBEL & JOHN
30 Prozent
Sebastian Smolka, Produktionsleiter bei ABB Striebel & John, erläutert: „Mit der neuen Anlage produzieren wir um ungefähr 30 Prozent energieeffizienter und sind schneller sowie flexibler. Zudem verzeichnen wir ungefähr fünf Prozent weniger Verschnitt und weniger Nacharbeit.“ Das Unternehmen kann heute mit der Anlage in einer Auswahl von fünf Maßen für die Breite, sieben für Höhe und zwei Tiefen in Losgröße eins produzieren. In der Praxis jedoch laufen aus Kostengründen und mit Blick auf die Bestelllogistik meist größere Chargen.
Vier Industrieroboter im Takt
Die Produktion der Wandschränke beginnt mit Stahlblech- Coils, die zu Seiten, Decken und Böden – dem Rahmen – und Rückwänden gestanzt und gebogen werden. Die Stahlbleche des Rahmens sind 0,9 Millimeter stark und die der Rückwände 0,5 Millimeter.
Die nächste Station für die Einzelteile ist schon die Laserschweißanlage, in der sie von vier Industrierobotern (ABB IRB 6700/6500) nicht nur geschweißt, sondern auch gehandhabt werden. Der erste greift sich die Blechteile und positioniert sie auf der Schweißvorrichtung. Dabei handelt es sich um eine Drehtischlösung. Der nächste Roboter schweißt die Teile dann mit einem Festkörperlaser zusammen. Zum Schutz vor den Auswirkungen des Lasers auf Personen ist der Bereich von einer Kabine ummantelt. Der dritte nimmt die Rahmen heraus und fügt vollautomatisch eine Rückwand hinzu, die dann der vierte mit dem Rahmen verschweißt.
Die Vorteile des Festkörperlasers
Der Laserschweißprozess erlaubt die berührungslose Bearbeitung des Werkstücks und erzeugt eine sehr schlanke Nahtgeometrie mit großem Tiefe-Breite-Verhältnis. Durch die geringe Wärmeeinflusszone bleibt die thermische Belastung des Werkstücks gering und erzeugt wenig Verzug. Zudem sind hohe Schweißgeschwindigkeiten möglich und unterschiedliche Werkstoffe schweißbar.
Andere Schweißverfahren wie das Schutzgasschweißen (beispielsweise WIG-Schweißen – Wolfram-Inert-Gas-Schweißen) sind deutlich aufwändiger, insbesondere bei der Instandhaltung. Und beim Lichtbogenschweißen ist der Energieeintrag und damit die Gefahr von Materialverformungen deutlich höher, weshalb dickere Bleche notwendig sind.
In Sachen Materialkosten ergibt sich aus dem Einsatz des neuen Laserschweißverfahrens eine einfache Rechnung: Wer statt 1,0 Millimeter nur 0,9 Millimeter starke Bleche verarbeiten kann, reduziert den Materialeinsatz um zehn Prozent. Trotz der aktuell hohen Preissteigerungen bei den Rohstoffen ist es dadurch gelungen, die Preiserhöhung für die Schränke niedrig zu halten. Produktionsleiter Smolka kommentiert: „Den Festkörper laser warten wir einmal im Jahr, ansonsten müssen wir nur Wasser nachfüllen.“ Also kann man den Bedarf an Service- und Instandhaltungsarbeiten der Anlage als sehr gering umschreiben.
Bildquelle: Digital Manufacturing, Ausgabe 6/2021
Vier Industrieroboter im Takt: Zwei schweißen und zwei assistieren und legen die Teile bereit.Bildquelle: Digital Manufacturing, Ausgabe 6/2021
Die neue Generation lasergeschweißter Schränke erreicht dank dichterer Schweißnähte ohne zusätzliche Dichtstoffe die Schutzklasse IP44.Kompetenz für Wachstum
Das Ziel der neuen Anlage war eine deutliche Steigerung der Produktivität am Standort Sasbach, dem ABB-Kompetenzzentrum für Blechbearbeitung: „Wir streben eine starke Leistung an, um auch konzernweit international gut dazustehen.“ Dabei unterstützt auch die neue Laserschweißanlage: Das Effektivitätsplus, das sie erzeugt, liegt nahe 100 Prozent.
Mit der neuen Laserschweißanlage unterstützt ABB Striebel & John die Wachstumsziele des Unternehmens. Zugleich muss die Produktion insgesamt in der Lage sein, mit der Geschäftsentwicklung Schritt zu halten. Die neue Laserschweißanlage verschafft der Produktion ein schnelleres Wachstum als ursprünglich angenommen. Als Konsequenz nutzt das Team um Sebastian Smolka nun weitere Optimierungsmöglichkeiten für eine noch schnellere Fertigung. Auch weitere Investitionen sind nicht ausgeschlossen, um Flexibilität und Produktivität künftig zu steigern.
Fast zwei Jahre Planung und Umbau
ABB Striebel & John hat die Planungen zur neuen Laserschweißanlage 2018 begonnen und sich bei der Entwicklung sowie beim Engineering intensiv mit den Lieferanten ausgetauscht, um das bestmögliche Ergebnis zu erreichen. Die Anforderungen an die Stahlblechteile sind hoch: Laserschweißen benötigt eine Toleranz der Einzelteile von höchstens ein bis zwei Zehntel Millimetern. Üblicherweise genügen in der Stahlblechbearbeitung drei Zehntel Millimeter.
Ab Herbst 2019 erfolgten in Sasbach die Vorarbeiten für die Neuinstallation: Die Mitarbeitenden bauten die alte Anlage ab und brachten eine Biegemaschine in einer anderen Halle unter. Somit war Platz für die neue Laserschweißanlage geschaffen, die um Weihnachten 2019 angeliefert und dann Stück für Stück aufgebaut wurde.
Dann kam Corona und eine neue Virtualität
„Am 18. März 2020 war die Anlage im Prinzip abnahmebereit“, erläutert Smolka. Genau zu diesem Zeitpunkt traten allerdings die ersten Reisebeschränkungen wegen der Corona-Pandemie in Kraft – den internationalen Lieferanten war plötzlich der Weg zur physischen Abnahme versperrt.
Aber ABB Striebel & John und die Lieferanten fackelten nicht lange: „Innerhalb weniger Tage sind wir auf ein Remote-Verfahren umgeschwenkt. Ausgestattet mit VR-Brillen haben unsere Mitarbeitenden die Hinweise der Lieferanten zur Inbetriebnahme umgesetzt“, kommentiert Sebastian Smolka. „Zugleich griffen unsere Lieferanten online direkt auf die Anlage zu. Das glich insgesamt einer Operation am offenen Herzen.“
Die komplexe Abnahme dauerte auf diese Weise zwar etwas länger als bei einem reinen Vor-Ort-Termin, war aber nicht weniger erfolgreich. Bereits im Juni 2020 lief die Anlage im regulären Betrieb mit 60 Prozent Output, wenige Monate später war volle Auslastung erreicht. Noch im Jahr 2021 soll die Anlage digital angebunden werden. Das bedeutet, dass Anlagedaten aller Art wie Stückzahlen oder etwaige Fehler jederzeit auf dem Smartphone oder auf einem Tablet abrufbar sein werden.
JBI
STEFAN RIEMENSPERGER ist Produktmarketingmanager bei ABB für Gehäusesysteme.
