Standard, ganz individuell

Das PHS 10000 Pro: Eine Anlage für echte Schwergewichte.

Mit dem Palettenhandhabungssystem PHS 10000 Pro der Liebherr-Verzahntechnik GmbH hat der Werkzeugmaschinenhersteller GROB in Mindelheim die Eigenfertigung von Maschinenkomponenten auf zwei 4-Achs-Bearbeitungszentren automatisiert und damit eine Produktivitätssteigerung von rund 45 Prozent erreicht. Die Herausforderung dabei war nicht nur das Handling der tonnenschweren Großteile, sondern eine Reihe zusätzlicher Randbedingungen, die höchst individuelle Lösungen erforderten – und eine Projektplanung, die auf den Tag genau passen musste.

Die GROB-WERKE GmbH & Co. KG ist ein global agierendes Familienunternehmen für die Entwicklung und Herstellung von Produktions- und Automatisierungssystemen, ausgestattet mit hoher Fertigungstiefe und großem Eigenfertigungsanteil. GROB beliefert weltweit Automobilhersteller und deren Zulieferer sowie Unternehmen unterschiedlicher Industriebereiche. Gegründet 1926 in München, fertigt das Unternehmen heute am Stammsitz in Mindelheim mit 5.800 Mitarbeitern auf fast 200.000 Quadratmetern Produktionsfläche das gesamte Produktportfolio. Weitere Produktionsstandorte sowie Service- und Vertriebsniederlassungen unterhält das Unternehmen auf der ganzen Welt.

Standortsicherung durch Produktivitätssteigerung

GROB verfügt bereits über einen hohen Automatisierungsgrad und baut diesen kontinuierlich aus. Ziel ist eine Rund-um-die-Uhr-Produktion mit minimalem Personaleinsatz. „Das ist Teil unserer Strategie zur Standortsicherung in Deutschland. Wir möchten durch die Automatisierung einerseits auf die demographische Entwicklung reagieren als auch andererseits bei immer mehr steigenden Lohn- und Anlagennebenkosten weiterhin wettbewerbsfähig bleiben“, erklärt Jürgen Kreibich, Abteilungsleiter in der Großteilefertigung bei GROB.

In diesem Fall sollten zwei 4-Achs-Bearbeitungszentren modernisiert, umgerüstet und mit einem Linearspeicher sowie automatischer Beladung verkettet werden. Auf den Maschinen werden große Gussteile für das eigene Produktportfolio bearbeitet, z.B. Spindelgehäuse, Tischkonsolen oder Bearbeitungsschlitten. Jedes Teil wiegt bis zu 6 Tonnen, mit Palette und Spannvorrichtung ergeben sich bis zu 8 Tonnen. Die manuelle Maschinenbeladung mittels Palettenwechsler mit Nullpunkt-Spannsystem und Hydraulikkran verursachte lange Rüstzeiten; hauptzeitparalleles Rüsten war mit größerem Aufwand verbunden. Das Automationsprojekt wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert, was allerdings gleich die erste Herausforderung mit sich brachte: die Förderung war an einen sehr engen Zeitrahmen gekoppelt.

Kompaktes Layout und gute Beratung von Liebherr

Eine weitere Herausforderung stellten die Platzverhältnisse dar: Die Anlage musste auf einer Breite von nur 10 Metern untergebracht werden. Mit ihrem platzsparenden Anlagenlayout setzte sich die Liebherr-Verzahntechnik GmbH gegen andere Anbieter durch und zeichnete sich bereits im Vorfeld durch gute Beratung aus. „Liebherr war uns seit langem als kompetenter Anbieter von Automationslösungen bekannt und hat sich bereits in der Planungsphase sehr engagiert und kreativ gezeigt – vor allem bei der gemeinschaftlichen Erarbeitung des finalen Anlagenkonzepts “, berichtet Florian Ziegler, Projektleiter Maschineninvestition bei GROB.

PHS 10000 Pro – individuell konfiguriert

Das lineare Palettenhandhabungssystem PHS 10000 Pro besteht in diesem Fall aus einem Schwerlastspeicher, der Palettenspeicherplätze für 16 Werkstücke bietet, der Fahrwagen trägt ein Gewicht von bis zu 8 Tonnen. Die Verteilung der Werkstücke auf die Bearbeitungszentren wird über einen Leitrechner der Firma Procam gesteuert. Der Rüstplatz ist verfahrbar, da sich ein Hallenkran an dieser Stelle wegen eines Deckenträgers nicht nutzen ließ, und mit Monitoren ausgestattet, an denen die Bediener den Arbeitsraum der Maschinen sowie die Prozesse live überwachen können. Zusätzlich wurde eine moderne Absauganlage installiert. Für die Maschinenbeladung wurde eine Sonderlösung entwickelt – doch dazu später mehr.

Viele Sonderlösungen, wenig Zeit

Das Projekt stellte beide Seiten vor zahlreiche Herausforderungen: Die beiden Bestandsmaschinen GROB BZ1600, große Bearbeitungszentren aus den Baujahren 2009 und 2012, wurden generalüberholt und auf den neuesten Stand der Technik gebracht. Aufgrund der zu erwartenden höheren Produktivität der Anlage wurden auch die Werkzeugmagazine der Bearbeitungszentren von 270 auf 450 Plätze erweitert. Rundum musste die Grube im Hallenboden, in der sich vorher die Palettenwechsler für die Maschinen befanden, für den Fahrwagen des PHS vergrößert und neu betoniert werden. Erschwerend kam hinzu, dass die beiden Maschinen nicht genau in einer Flucht standen.

Auch der Umbau des Liftmoduls im Fahrwagen war eine Sonderlösung: Da das PHS aus Platzgründen näher an die Maschinen rücken musste, konnte kein Palettenwechsler eingesetzt werden. „Hier hat unsere Entwicklungsabteilung die entscheidende Lösung konstruiert“, erzählt Knut Jendrok, Vertriebsleiter für Palettenhandhabungssysteme bei der Liebherr-Verzahntechnik GmbH. Das Liftmodul, das eigentlich nur zum Ablegen der Paletten ausgelegt ist, wurde so angepasst, dass es die Paletten zusätzlich exakt in die T-Nut einer Beladeschiene schiebt.

Die beengten Platzverhältnisse erforderten ein unkonventionelles Vorgehen beim Aufbau der Anlage. Insbesondere das Einbringen des PHS-Fahrwagens verlangte den Projektverantwortlichen starke Nerven ab: Mit einem Gewicht von 22 Tonnen wurde er in die Fahrgrube hinter dem bereits zur Hälfte aufgestellten Regalspeicher gehoben. „Wir mussten den Autokran weit unters Dach ausfahren. Zwischen dem Oberlicht und dem Kranausleger waren nur noch zwei Zentimeter Platz“, erinnert sich Christian Geiger, Meister in der Großteilefertigung bei GROB.

Um all diese Herausforderungen zu meistern, stand nur ein enges Zeitfenster von wenigen Monaten zur Verfügung, denn die Förderrichtlinien des BMWK gaben einen festen Stichtag vor, an dem die Anlage funktionsfähig sein musste. „Ich erlebe das nicht oft – aber hier hat der Projektablauf auf den Tag genau gepasst“, lobt Jürgen Kreibich.

Höhere Spindelauslastung bei reduziertem Personaleinsatz

Die automatisierte Anlage erzielt eine Steigerung der Spindellaufzeit um 66 % bei verringertem Personaleinsatz – ein höherer Automatisierungsgrad ist im Bereich der Großteilefertigung mit ihren komplexen Bearbeitungsanforderungen kaum realisierbar. Ziel ist eine langfristige Auslastung der Anlage im Dreischichtbetrieb an sechs Tagen in der Woche. „Die Wertschöpfung ergibt sich dabei aus dem Verhältnis von Spindellaufzeit zur Arbeitszeit: Die Automation ermöglicht eine Spindelauslastung von bis zu

90 %“, erklärt Knut Jendrok. Christian Geiger ergänzt: „Aktuell sind wir dabei, optimale Schichtmodelle zu finden, um möglichst viele mannlose Stunden zu erzielen und den Personaleinsatz zu optimieren. Durch die Automation werden auch die Mitarbeiter entlastet, die jetzt weniger Nacht- und Wochenendschichten fahren müssen.“

Eingespieltes Team, reibungslose Zusammenarbeit

Bei GROB ist man mit dem Projektverlauf sehr zufrieden. Insbesondere die proaktive Herangehensweise, die Lösungsorientierung und die kurzen Reaktionszeiten seitens der Liebherr-Verzahntechnik GmbH werden als wesentlich für die erfolgreiche Umsetzung der vielen individuellen Anforderungen angesehen. Auch bei Liebherr schätzte man die enge Zusammenarbeit: „Wir konnten die teilweise herausfordernden Themen deshalb so gut angehen, weil die Abstimmung im gesamten Projektteam immer sehr konstruktiv und reibungslos verlief“, so Christopher Nigg, Projektleiter bei der Liebherr-Verzahntechnik GmbH. Florian Ziegler bestätigt: „Für mich ist Liebherr ein kompetenter und innovativer Partner, der uns proaktiv dabei unterstützt hat, das Projekt termingerecht und erfolgreich umzusetzen.“