06/2019

An die Kette gelegt – Kässbohrer montiert PistenBully-Ketten auf einer HandlingTech-Anlage


Mächtige Ketten verleihen dem PistenBully sicheren Halt selbst auf schwarzen Abfahrten. Die Kettenelemente dafür werden seit Neuestem auf einer Anlage von HandlingTech mit zwei Kuka-Robotern montiert. Ziel bei der Automatisierung war vor allem, steigende Absatzzahlen bewältigen zu können und Mitarbeiter körperlich zu entlasten.

Der PistenBully ist 50 geworden. Dieser Fahrzeugtyp der Kässbohrer Geländefahrzeug AG, Laupheim, hat von Anfang an das Innovationstempo auf Piste und Loipe bestimmt. Über 22.000 PistenBully weltweit wurden bis heute ausgeliefert. Den Durchbruch schaffte das Fahrzeug 1972 in Japan zur Präparierung der Olympiapisten in Sapporo. Heute steht der Name „PistenBully“ mehr oder weniger synonym für die Fahrzeuggattung „Pistenraupe“. Weltweiter Marktanteil: über 60 Prozent. Zum Produktionsprogramm von Kässbohrer Geländefahrzeuge gehören außerdem Geräte zur Strandreinigung sowie Sonderfahrzeuge für Arbeits- und Transporteinsätze - mit PowerBully seit 2014 auch für hohe Nutzlasten - in unwegsamem Gelände. Alle diese Fahrzeuge sind Kettenfahrzeuge. Zwischen 600 und 700 Fahrzeuge stellt Kässbohrer pro Jahr her und beschäftigt dafür knapp 700 Mitarbeiter an allen Standorten zusammen.

„Die Kette“, sagt Uwe Thierer, Prokurist der Kässbohrer Geländefahrzeuge AG, „ist ein ganz zentrales Element unserer Fahrzeuge, das Schuhwerk sozusagen.“ Bei der Entwicklung der neuen Fahrzeuggeneration wurde auch ein neues Kettenkonzept entwickelt und „schon bei der Entwicklung an die Automationsfähigkeit dieses Produktes gedacht.“ Nun wurde zur bestehenden Ketten-Endmontageanlage auch für die Vormontage der einzelnen Kettenglieder mit Spikes und Spurbügel eine Roboteranlage realisiert. Dabei hat man die Varianz der einzelnen Kettenmodule gering gehalten. Thierer: „Das haben wir schon in der Entwicklung so konzipiert.“ Allerdings habe die Anlage die erforderliche Flexibilität, in Zukunft auch weitere Kettentypen automatisiert zu montieren.

Kettensteg montiert auf Austragsband
Bernd Riegler, stellvertretender Leiter der Produktion bei Kässbohrer Geländefahrzeuge AG, Laupheim, über die nächsten Pläne: „Wir befassen uns schon mit der nächsten Ausbaustufe.“ Auf der jetzt in Betrieb genommenen Anlage werden in einem ersten Schritt Kettenstege so weit montiert, dass sie auf einer zweiten, bereits vorhandenen Anlage bis zur fertigen Kette montiert werden.
Hinsichtlich der Auswahl des Anlagenbauers war man bei Kässbohrer offen: „Wir haben einen zuverlässigen Systempartner gesucht, der das Projekt vom weißen Blatt Papier bis zur Realisierung der Anlage betreuen kann. Und HandlingTech hat auf uns bei der Auswahl der Partner den besten Eindruck gemacht“, erinnert sich Uwe Thierer. Bernd Riegler war schon klar, dass der Erfolg sehr stark von der Vorplanung und einer guten Kommunikation der Beteiligten abhängt: „Die Zusammenarbeit war hervorragend und es war immer ein partnerschaftliches Verhältnis.“ Entscheidender Aspekt: „Wir hatten alle das gleiche Ziel und haben versucht, es gemeinsam zu erreichen. Das ist gelungen.“

Grundsätzlich besteht die Kette eines PistenBully aus 68 Kettenstegen. Diese einzelnen Stege werden versetzt nach einem bestimmten Muster auf den Kettenbändern montiert. Früher gehörte die Kenntnis dieses Musters zum Wissen der Mitarbeiter. Aber die Roboter haben „gelernt“. Um die Anlage von Anfang an optimal nutzen zu können, wurden die Mitarbeiter parallel zum Aufbau von HandlingTech geschult. Dabei erleichterte die intuitive Bedienung via HaTPad den Einstieg ganz enorm. Bernd Riegler weiß: „Je besser die Leute geschult sind, desto effizienter können wir die Anlage fahren.“

Erleichterte Bedienung über das HaTPad.
In den zahlreichen Montageschritten teilen sich zwei Kuka-Roboter die Arbeit: Der große KR 60 mit einer Reichweite von 2.200 mm und einer maximalen Traglast von 45 kg übernimmt die Handlingaufgaben. Außerdem sitzt der Roboter auf einer 7 m langen Verfahrachse. Der kleine KR 10 übernimmt Handreichungen an den jeweiligen Prozessstationen. Seine maximale Traglast von 10 kg und die Reichweite von 1.420 mm reichen dafür aus. Zunächst holt der Kuka KR 60 das erste Bauteil aus einem der bereitstehenden Warenträger. Fährt er zum ersten Mal einen dieser Warenträger an, muss er sich an drei Punkten des Kunststoffträgers orientieren. Damit kennt der Roboter die Lage aller Teile auf diesem Träger. Dann fährt er zur ersten Montagestation und legt das Teil, einen sogenannten Kettensteg, dort ab. Diese Kettenstege aus Aluminium sind unterschiedlich lang, wobei der Roboter „weiß“ welche Kettenstege sich auf welcher Palette befinden. Der Roboter legt den Kettensteg in die erste Montagestation. Anschließend legt der kleine Roboter eine Zwischenlage aus Kunststoff auf, die verhindern soll, dass zwischen Aluminiumprofil und Stahlbügel Kontaktkorrosion auftritt. Danach wird ein sogenannter Stahlgussbügel aufgeschraubt, wobei die Verschraubung kontrolliert und dokumentiert wird. In weiteren Prozessschritten wird der Kettensteg mit Eisgreifern vervollständigt.

Die zahlreichen Montageschritte teilen sich zwei Kuka-Roboter.
Die zusätzliche Herausforderung bei Kässbohrer: Die Anlage zur Montage der Kettenstege erweiterte eine vorhandene Montageanlage als vorgelagerte Station. Und deshalb musste sie in das vorhandene Layout der Produktionshalle eingepasst werden. Da auch die Materialversorgung berücksichtigt werden musste, war der Platz schon richtig knapp.

Die kombinierte Anlage arbeitet mit einer mittleren Taktzeit von 90 Sekunden, je nach Anzahl der zu montierenden Eisgreifer. Zwischen der neuen und alten bzw. bestehenden Anlage fördert ein Transportband die vormontierten Einheiten. Außerdem dient das Band als Puffer und es kompensiert Taktzeitschwankungen. Solche Schwankungen resultieren zum einen durch die Varianten der Kettenstege, aber auch durch erforderliche Palettenwechsel.
Bislang wurden die Kettenstege in Handarbeit montiert. Die Werker mussten jedes Element auflegen und bei entsprechenden Toleranzen aus der Vorfertigung auch schon einmal mit ein, zwei kräftigen Hammerschlägen fügen. Dann wurden die Einzelteile miteinander verschraubt, der Eisgreifer montiert und ebenfalls verschraubt. Bernd Riegler hat ausgerechnet, dass so in einer Schicht rund eine Tonne Material zu handhaben war: „Entsprechend haben sich alle Mitarbeiter gefreut, dass sie bei dieser Arbeit entlastet werden.“
Von der körperlich anstrengenden Arbeit sind die Werker nun verschont und sie können sich auf andere Aufgaben konzentrieren. Sie bedienen und überwachen die Anlage und sorgen für den Teilenachschub. Um unnötige Wege um die Anlage zu vermeiden, steht den Werkern beidseitig der Anlage je ein HaTPad zur Verfügung, mit denen sich die Anlage überwachen und sich mögliche Störungsursachen sofort lokalisieren lassen.

Speicher Zwischenlage und Roboter mit Mehrfachgreifer
Vorfertigung beachten

Automation bedeutet grundsätzlich eine gleichbleibende Qualität. Doch dafür müssen die Einzelteile auch automatisierungsfähig sein – ein Lerneffekt, den man auch bei Kässbohrer hatte. Denn Teile wie Stahlgussbügel und Eisgreifer werden außer Haus gefertigt. Bernd Riegler: „Zusammen mit unseren Lieferanten und auch im eigenen Fertigungsprozess mussten wir einige kleine Veränderungen vornehmen. Da ist ein kompetentes Engineering eine große Hilfe. Und das hatten wir mit HandlingTech.“
Die Automationsspezialisten aus Steinenbronn sind mit dem Bau von kundenspezifischen Anlagen bestens vertraut. Dass zu einem derartigen Projekt auch die Simulation gehört, ist – jedenfalls für HandlingTech – selbstverständlich. In 25 Jahren hat sich HandlingTech sowohl im Bau standardisierter Roboterzellen als auch bei der Realisierung kundenspezifischer Montage- und Fertigungsanlagen einen Namen in zahlreichen Anwenderbranchen gemacht.