Rosenbauer produziert mit über 470 Mitarbeitern am Firmensitz in Karlsruhe mehr als 200 Hubrettungsfahrzeuge jährlich. Diese Fahrzeuge werden flexibel je nach individueller Kundenanforderung gefertigt. »Viele Länder, in die wir exportieren, haben ihre eigenen Normen, die wir beachten müssen. Dies spiegelt sich in der steigenden Variantenvielfalt wider«, erklärt Hans-Peter Lörch, Betriebsleiter bei Rosenbauer. Deshalb gibt es eine Vielzahl an verschiedenen Drehleitertypen, die jeweils in Höhe, Breite oder auch im Abstand der Handläufe variieren.

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Die Drehleitern werden für Einsatzhöhen von 20 bis 64 Metern hergestellt. Seit Mitte 2019 werden die Drehleiterelemente mit zwei baugleichen Qirox-Roboteranlagen geschweißt. Der Roboter ist hier über Kopf an einer Fahrbahn mit Vertikal- und Horizontalhub montiert. Dies erweitert den Arbeitsraum des Roboters erheblich, sodass er sich flexibel in alle Richtungen bewegen kann.

Optimale Position

Der Roboter kann stets eine optimale Position für das Schweißen der langen und großvolumigen Werkstücke einnehmen. Die Drehleitern werden zwischen zwei Werkstückpositionierern eingelegt, die jeweils über eine vertikal angeordnete Planscheibe verfügen. Das zwischen den Planscheiben befestigte Werkstück wird so um eine horizontal liegende Drehachse in die optimale Bearbeitungsposition gedreht.

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Eine weitere kompakte Roboteranlage schweißt seit 2016 den Korbarm für die Gelenkleitern und verschiedene Kleinteile. Hier ist der Schweißroboter über Kopf an einer Bodenbahn montiert, die ihn in horizontaler Richtung bewegt. Der Werkstückpositionierer mit Gegenlager verfügt über zwei vertikal angeordnete Planscheiben, zwischen denen das Werkstück montiert wird.

Zusätzlich sind die Roboteranlagen mit Online- und Offline-Sensoren ausgestattet, um etwaige Bauteiltoleranzen auszugleichen. Beim Laser-Online-Sensor erfolgt das Vermessen der Bearbeitungsstrecke online während des Schweißens. Dazu sendet der parallel zur Bearbeitungsspitze montierte Laserkopf einen Laserstrahl auf die Werkstückoberfläche aus, empfängt die reflektierte Strahlung und überträgt die Messergebnisse auf den Roboterrechner. Hier werden die Daten ausgewertet, um Werkstücktoleranzen und Wärmeverzug auszugleichen. Auf Basis der aktuellen Werte ändert das System die Position des Schweißbrenners und passt die Prozessparameter an. Der online arbeitende Sensor führt Korrekturen direkt aus und gewährleistet optimale Schweißergebnisse.

»Bei unseren Drehleitern handelt es sich um filigrane Bauteile, die eine hohe Belastung aushalten müssen«, betont Lörch. »Abweichungen in der Bauteilqualität sind nicht erlaubt.« Deshalb wird jedes Bauteil vor der Weiterverarbeitung von einem geprüften Schweißer kontrolliert. Durch die gleichbleibende, reproduzierbare Schweißnahtqualität und die minimierten Schweißspritzer reduzieren sich die Nacharbeitszeiten erheblich.

Neue Fertigungsstrategie

»Die Zunahme der Typenvielfalt erforderte eine neue Fertigungsstrategie«, erklärt der Betriebsleiter. »Weg von der vorrichtungsgebundenen manuellen Herstellung hin zu einer flexiblen, sich dem Markt anpassenden Leiterproduktion.« Neben den Drehleiterelementen kann Rosenbauer die Anlagen bei Bedarf auch für andere Bauteile einsetzen. Während das Schweißen eines Drehleiterelementes früher je nach Bauteil zwischen vier und neun Stunden dauerte, beträgt die Schweißzeit beim Roboter nur noch etwa die Hälfte. Da sich die Nebenzeiten zusätzlich stark reduziert haben und die Materialflussprozesse nun optimal aufeinander abgestimmt sind, konnten die Durchlaufzeiten um rund 50 Prozent verkürzt werden. »Wir haben unser Ziel erreicht, das Umlaufmaterial zu reduzieren und produzieren nun im Takt zu unseren Montagelinien«, sagt Lörch.

In der Vergangenheit war die Fertigungskapazität stark abhängig von der Anzahl der Handschweißer. Auch für Rosenbauer wird es zunehmend schwieriger, gut ausgebildete Handschweißer zu finden. Zudem ist die Ausbildung sehr aufwendig. Die Roboteranlagen bieten den Mitarbeitern einen anspruchsvollen und spannenden Arbeitsplatz. Durch die Umstellung auf das automatisierte Schweißen können sie sich verstärkt auf die Prozessüberwachung konzentrieren. Da die Roboter die physisch schwere Arbeit erledigen, ist die allgemeine Gefährdung durch Lichtbogenstrahlung und Schweißrauch geringer.

RoboPlan geplant

Die Modernisierung des Fertigungsbereiches ist nun erst einmal abgeschlossen. Doch um die Anlagenauslastung weiter zu steigern, möchte Rosenbauer die Roboteranlagen zusätzlich mit der Offline-Programmier-Software RoboPlan ausstatten. Bei RoboPlan werden Schweiß- und Verfahrwege sowie Sensorroutinen an 3D-Modellen erstellt und direkt in die Steuerung des Roboters übertragen.

»Cloos bietet alle Komponenten für das automatisierte Schweißen aus einer Hand an – für uns ein großer Vorteil«, betont Lörch. »Sowohl mit der Cloos-Werksvertretung Philippe als auch mit den Fachspezialisten von Cloos hatten wir von Anfang an einen positiven Ideenaustausch und uns gegenseitig in dem gemeinsamen Projekt bestärkt.«