WMF setzt beim Herstellen seiner Produkte für Tisch und Küche zunehmend auf automatische Abläufe. Ein Beispiel ist die doppelte Roboterzelle im Werk Hayingen, in der zwei Sechsachs-Roboter die Griffe und Rücken von Haushaltsmessern schleifen. Aufgrund der Investition erreicht das Unternehmen spürbar mehr Wirtschaftlichkeit sowie Verfahrenssicherheit und somit letztlich gleichbleibende Qualität.
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| Branche: |
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Haushaltswaren |
| Kunde: |
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WMF AG |
| Anwendung: |
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Schleifen von Messergriffen und Rücken |
| Zielsetzung: |
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Erhöhung der Produktionsmenge bei erhöhter Qualität |
| Implementierung: |
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2002 |
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Ausgangslage/Aufgabenstellung
 Im Zweigwerk Hayingen, einem Luftkurort auf der Schwäbischen Alb, stellt die WMF AG seit 1975 Haushaltsmesser her. Dabei handelt es sich vor allem um geschmiedete Haushaltsmesser und Bandstahlmesser aus hochwertigem, härtbarem Stahl in Premiumqualität.
Das Werk, in dem 97 Mitarbeiter tätig sind, bewältigt im Drei- Schicht-Betrieb ein Produktionsvolumen von 525.000 Messern im Jahr. Aufgrund der weitestgehenden Automatisierung fertigt das Werk in Hayingen sehr ökonomisch. Das heißt, die in Deutschland gefertigten Erzeugnisse sind genauso wettbewerbsfähig, wie die aus einem WMF-Werk in China. Abgesehen davon überzeugt die Herstellung in Deutschland, nach Aussage von WMF durch ihre Flexibilität.
Aufgabenstellung der Automatisation war damit von Anfang an die Verkürzung der Taktzeiten bei hoher Flexibilität und der Erhöhung der Fertigungsqualität.
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Realisation
Als erster Roboter trat im August 2000 ein KR 45 der KUKA- Roboter GmbH seinen ‘Dienst' in Hayingen an. Der sechsachsige Knickarmroboter ist in eine Zelle eingebunden, die das manuelle Handling beim Schleifen von Haushaltsmessern ablöste.
Im Mai 2002 folgte eine zweite, ebenfalls mit einem KR 45 ausgestattete Roboterzelle für die anschließenden Arbeitsschritte. Die Anlagen sind verkettet, damit die Teile automatisch übergeben werden können.
Auf November 2002 datierte dann die Inbetriebnahme des dritten Roboters, eines KR 15, der, unabhängig von den beiden anderen, die Klingen aller geschmiedeten Haushaltsmesser auf das gewünschte Dickenmaß vorschleift. Jährlich durchlaufen die Roboterzelle rund 200.000 Haushaltsmesser der Serie "Spitzenklasse", verteilt auf verschiedene Größen. Sie haben die Aufgabe, die Griffe und Rücken der Messer zu schleifen.
Im Schritt vor der Übergabe an die Zelle schleift noch ein Mitarbeiter den Messerkropf. Das macht er zunächst mit Hilfe einer Maschine und dann zusätzlich rein manuell, weil sich eine kritische Kante in der Querbearbeitung bisher nur auf diese Weise sauber formen lässt. Mit dieser Tätigkeit füllt der Werker die Zeit sinnvoll aus, die ihm neben seiner Hauptaufgabe, der Qualitätskontrolle, bleibt.
Anschließend legt er jeweils 20 Messer in ein Zuführmagazin und stellt dieses auf ein Transportband, das in die Roboterzelle taktet. Der in der ersten Zelle installierte KR 45 nimmt pro Zyklus ein Messer heraus, setzt es in eine Positioniervorrichtung, greift es erneut in einer definierten Lage und bewegt es zum Querschleifen der Griffunterseite. Das geschieht an zwei Stationen, von denen je eine mit grob und fein gekörntem Schleifband ausgerüstet ist.
„Um die Messer nicht zu überhitzen und ihre geometrische Form zu erhalten, muss der Anpressdruck in den Schleifstationen sehr feinfühlig eingestellt sein", geht Rolf Dums auf eine besondere Anforderung ein. „Die Stärke des Druckes, den elektronische Druckregler in der Schleifmaschine aufbauen, wird über das KUKA Control Panel programmiert."
Nach dem Bearbeiten in den beiden Schleifstationen taucht der KR 45 das Messer in ein Sprühreinigungssystem und spannt es in einer Zwischenspannstation ab, damit die vorgegebene Lage erhalten bleibt. Sobald 20 Messer aufgereiht sind, erfolgt ein Greiferwechsel. Für jeden Roboter stehen zwei pneumatische Zwei-Backen-Greifer mit zentrischer Spannung zur Verfügung, je einer zum Quer- und zum Längsschleifen bis zum Ende der Griffunterseite. Das Procedere beim Längsschleifen entspricht dem beim Querschleifen, findet jedoch an zwei weiteren Stationen statt. Zum Schluss legt der Sechsachser das Messer in das Magazin zurück, das, wenn es voll ist, automatisch in die zweite Zelle fährt.
Dort greift der andere KR 45 das Messer und setzt es ebenfalls in eine Positioniervorrichtung. Danach spannt er es an der Grifffläche. An den zwei profilierten Kontaktrollen einer Doppelmaschine, abermals je eine mit grober und feiner Körnung, schleift er dann den Messerkopf bis zum Griffende.
Um das Band ganz auszunutzen und Bandwechsel zu minimieren, ist jede Kontaktrolle mit vier Schleifrillen versehen. Im Anschluss daran wiederholen sich die betreffenden Abläufe aus der ersten Zelle, also Sprühreinigen, Zwischenspannstation und Greiferwechsel. Anschließend nimmt der Roboter das Messer an der Klinge und schleift den Griff an zwei Doppelstationen simultan von beiden Seiten, und zwar wie immer grob und fein. Nach dem Finishing der Griffoberfläche, das der Sechsachser in einer Einfachstation an einem speziellen Band durchführt, übergibt er das Messer an das Magazin. Ist dies voll, fährt es aus der Zelle heraus, wird manuell von der Fördertechnik genommen und zum Feinschleifen der Klingen gebracht.
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Systemkomponenten/Auftragsumfang
Zur Umsetzung und Verfeinerung der im Hause WMF entwickelten Automatisierungskonzepte greift das Unternehmen auf spezialisierte Systemhäuser zurück. Zu denen zählt die SHL Automatisierungstechnik AG, aus Böttingen bei Tuttlingen, die spezielles Know-how im Hinblick auf Schleifen und Polieren sowie auf die angrenzenden Automatisierungsstufen besitzt. SHL lieferte die kompletten Roboterzellen inklusive der nötigen Peripherie.
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Ergebnis/Erfolg
Aufgrund der Automatisierung erzielt WMF in seinem Werk in Hayingen eine selbst mit Billiglohnländern absolut wettbewerbsfähige Wirtschaftlichkeit. Gleichzeitig wird durch die besonders hohe Wiederholgenauigkeit der Roboter, die im Zehntel-Millimeterbereich liegt, ein Höchstmaß an Verfahrenssicherheit und somit an Qualität erzeugt. Durch das gute Beschleunigungsvermögen der Sechsachs- Roboter konnten darüber hinaus die Taktzeiten in der Produktion spürbar reduziert werden. WMF erwartet von den Roboterzellen außerdem eine höhere Verfügbarkeit als von Mitarbeitern, die krankheitsbedingt auch einmal ausfallen können.
Insgesamt nutzt das Unternehmen in Geislingen und Hayingen bisher zwölf KUKA-Roboter. Die Tendenz ist steigend, denn WMF hat in seiner Strategie festgeschrieben, verstärkt auf flexible automatische Zellen umzustellen.
So soll auch die Produktion der jährlich rund 100.000 Ganzmetallmesser der Serie "Grand Gourmet" automatisiert werden. Diese Aufgabe soll nach Aussage von WMF wieder eine Roboterzelle übernehmen.
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Ansprechpartner
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Ausgangslage/Aufgabenstellung
