Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 08/2018, 16.08.2018

Erlesenes Porzellan aus Roboter-Hand

Stäubli-Roboter tragen heute in der Produktion beim renommierten Porzellanhersteller Rosenthal entscheidend zur Realisierung exzellenter Qualität bei. Die automatisierten Produktionsanlagen sichern damit auch die wirtschaftliche Fertigung am Standort Deutschland.

Rosenthal produziert an seinen zwei Produktionsstandorten in Deutschland mit rund 800 Beschäftigten etwa 13 Millionen Artikel jährlich, darunter Porzellan für den gedeckten Tisch und das gehobene Interieur, Lampen, Vasen und Kunstobjekte in höchster Qualität. Qualität alleine reicht jedoch im hart umkämpften Markt nicht aus, um wettbewerbsfähig zu bleiben, wie Gerhard Limmer, Director Manufacturing & Purchasing bei der Rosenthal GmbH betont: «Natürlich stehen in erster Linie Design und Qualität der Produkte für unseren weltweiten Erfolg. Aber ohne Liefertreue, Zuverlässigkeit, Schnelligkeit, Wirtschaftlichkeit und Flexibilität geht es auch bei uns nicht. Deshalb nutzen wir schon lange die Möglichkeiten der Robotik und haben kürzlich in neue, hocheffiziente Produktionsanlagen mit Sechsachsern von Stäubli investiert.» Die neuen Roboter kommen bei den zwei völlig unterschiedlichen Produktionsverfahren Hochdruckgiessen und Trockenpressen zum Einsatz.
Beim Giessverfahren zur Herstellung von eckigen und ovalen Platten wird der flüssige Porzellanschlicker in eine zweigeteilte, poröse Kunststoffform gepumpt und unter Druck gesetzt. Durch die offenen Porenkanäle entweicht das Wasser, während die Porzellanmasse in der Form zurückbleibt. Die Entnahme des Artikels aus der Form und weitere Nachbearbeitungsschritte erledigt heute ein Roboter.  
An den beiden neuen Hochdruckgussanlagen sollen möglichst viele Arbeiten vom Roboter ausgeführt werden. Deshalb fiel die Wahl auf einen möglichst vielseitig einsetzbares Modell mit grosser Reichweite, hoher Tragkraft und der nötigen Präzision: den Sechsachser RX 160 von Stäubli. Der RX 160 entnimmt das Bauteil aus dem Werkzeug, entfernt den Anguss, übernimmt das Infrarot-Trocknen, das Verschwammen und die Rückführung des Artikels in den weiteren Produktionsprozess. Um das gesamte Arbeitsspektrum ausführen zu können, sind die zwei baugleiche Zellen mit einem automatischen Werkzeugwechselsystem ausgestattet, an dem sich der Roboter den gerade benötigten Greifer selbst abholen kann.
In den Druckgiesszellen punkten die RX 160 mit ihrer Reichweite von 1710 mm, die es ihnen erlaubt, alle Stationen problemlos anzufahren. Beim Einsatz an diesen Linien sind die Faktoren Präzision, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit entscheidend. «Auch in diesen Punkten erfüllen die Roboter unsere Erwartungen mit Bravour», so Rosenthal-Automatisierungstechniker Manuel Weiss.
Auch beim isostatischen Trockenpressen zeigt sich, welches Potenzial die Automatisierung mit modernen Robotern in der Tellerherstellung bietet. Zur Anwendung kommt ein Porzellangranulat, das im Werkzeug unter rund 280 bar sehr gleichmässig verdichtet wird. Dieses besonders rationelle Verfahren bietet neben einer Reihe von Vorteilen auch Qualitätsverbesserungen: Die Teller und Platten werden so sehr homogen und gleichmässig. Hier kommen drei bau­gleiche TX 90-Sechsachser von Stäubli zum Einsatz. Für die Wahl dieser Modelle sprachen deren hohe Performance und Präzision, aber auch die geschlossene Bauform mit hoher Resistenz gegen Staub und Schleifpartikel. Alle drei Roboter übernehmen ein identisches Aufgabenspektrum. Im ersten Schritt holt ein Roboter mit seinem Vakuumgreifer einen unbearbeiteten Teller von einem Rundtisch ab und fährt damit zu einer Schleifstation. Hier führt der TX 90 den Teller präzise am Schleifband entlang bis der Pressgrat entfernt ist. Danach folgt das zweifache Verschwammen der Aussenkontur sowie des Bords. Hierbei muss der Roboter den Teller mit exakt definierter Kraft an den rotierenden Schwämmen entlang bewegen. Dieser Prozess ist für das Erscheinungsbild des fertigen Produkts entscheidend, weshalb der genauen Bahntreue der Roboter besondere Bedeutung zukommt. Nach diesem Arbeitsschritt schleust der Roboter den bearbeiteten Teller über den Rundtisch wieder in den weiteren Produktionsablauf ein, wo als nächstes der erste Brand bei maximal 950 °C erfolgt. Anschliessend erfolgt das Glasieren des Artikels und der abschliessende mehrstündigen Glattbrand bei maximal 1400 °C.
«Derzeit sind auf der Trockenpress-Linie rund 400 verschiedene Produktvarianten hinterlegt. Bei stark schwankenden Losgrössen können Produktwechsel mehrmals täglich anstehen. Hier zahlt sich die Flexibilität der Roboter aus: Im ungünstigen Fall müssen wie die Vakuumgreifer wechseln. Viele Produktvarianten lassen sich aber mit demselben Greifer handhaben», betont Weiss. Beim Einlernen neuer Varianten profitiert man vom einfachen Teachen der Roboter und von der Offline-Programmierung.
Insgesamt verlassen pro Schicht je nach Produktvariante zwischen 500 und 1000 Teile die Trockenpress-Linie. Die leistungsfähige Robotik hat bei Rosenthal die Produktion auf den Kopf gestellt: Waren in der Vergangenheit die Roboter der limitierende Faktor hinsichtlich des Outputs, sind es heute die Pressen. Heute liegt die Produktivität dank der Automation um bis zu 20 Prozent höher.
Doch die Steigerung der Wirtschaftlichkeit war nicht der einzige Aspekt für die Investitionen, wie Gerhard Limmer betont: «Mit den überlegenen Stäubli-Robotern und ihrem exzellenten Bahnverhalten können wir heute deutlich anspruchsvollere Porzellanprodukte mit komplexeren Formen automatisiert bearbeiten. Diese Passion für Perfektion und die Realisierung immer neuer Qualitäts- und Designmassstäbe werden auch in Zukunft den Wettbewerbsvorsprung unseres Unternehmens und unsere Produktionsstandorte in Deutschland sichern.»  (msc)

Stäubli AG
8810 Horgen, Tel. 043 244 22 66
robot.ch@staubli.com
Sindex Halle 3.0 Stand B03



Präzise Stäubli-Sechsachser vom Typ TX 90 sichern bei Rosenthal im Trockenpressprozess die perfekte Qualität der Teller durch sorgfältiges Verschwammen. (Bilder: Stäubli)