In einem vollautomatisierten Metall-Sägezentrum in Kirchdorf an der Iller/Oberopfingen verarbeitet das Komponentenwerk von Liebherr Langgut aus Stahl für Hydraulikzylinder. Generalunternehmer des Projekts war die Fehr-Lagerlogistik AG. Beteiligt sind ausserdem ABB Robotics mit der Robotertechnik und Involon mit der Greifertechnik sowie einer in die Lagerverwaltung integrierten Software.

Hydraulikzylinder von Liebherr arbeiten weltweit in der Erdbewegung, im Mining sowie in Kran- und maritimen Anwendungen. Solche Umgebungen verlangen Zuverlässigkeit, Langlebigkeit und eine konstante Leistung der Komponenten. Diese Anforderungen wirken bis in die Produktion zurück.

Am Gründungsstandort Kirchdorf/Iller stellt die Firmengruppe Liebherr seit Ende der 50er-Jahre Hydraulikzylinder her, zunächst unter dem Dach der Liebherr-Hydraulikbagger GmbH. 2014 nahm die Liebherr-Components Kirchdorf GmbH als eigenständiges Unternehmen den Betrieb auf und baute dafür im Kirchdorfer Ortsteil Oberopfingen eigene Hallen für die Produktion von Hydraulikzylindern. Nach dem Umzug 2017 blieben einige Unternehmensbereiche am alten Standort. Mit der laufenden Werkserweiterung sollen nun alle Kompetenzen an einem Ort zusammenkommen, auch das Sägezentrum. Dort wird Langgut aus Stahl, Rundrohre und Rundstangen von bis zu neun Metern Länge, gekürzt und anschliessend zu Zylinderrohren und Kolbenstangen weiterverarbeitet. Das alte Sägezentrum genügte den Anforderungen nicht mehr und liess sich auch nicht in den Neubau übernehmen. Liebherr entschied sich deshalb für eine neue Anlage.

Die Halle stand fest, bevor die Anlage geplant war

Schon vor Projektbeginn gab die Baustelle einiges vor. Die Planung der neuen Hallen war zu diesem Zeitpunkt weit fortgeschritten: Hallengrösse, Lage der Umbrüche und Position des Hochregallagers standen fest. Das Sägezentrum musste sich möglichst gut in dieses Raster einfügen.

Dazu kam der Zeitdruck, denn das Auszugsdatum aus der alten Produktionsstätte und die Inbetriebnahme des neuen Werks waren terminiert. Neben der Einbindung von Lager und Sägezelle in die vorhandenen Gegebenheiten war das automatisierte Handling der unhandlichen und schweren Werkstücke die zentrale Aufgabe. Liebherr suchte dafür Partner mit Kernkompetenz in diesem Bereich. Involon konstruierte die spezielle Greifertechnologie und entwickelte eine in die Lagerverwaltung integrierte Software, ABB Robotics lieferte die Robotik-Komponenten.

Robotik kam beim Hydraulikzylinder-Hersteller aus Kirchdorf an der Iller bisher nur vereinzelt zum Einsatz, bei Schweiss- und Lackierarbeiten. Eine robotergestützte Anlage dieser Grösse war entsprechend ein grosser Schritt, dessen Machbarkeit zuerst genau geprüft werden musste. Die Anlage sollte vollständig automatisiert laufen und brauchte dafür robuste, ausfallsichere Roboter, damit es keine Stillstände gibt.

Das Hochregallager gibt der Säge das Material vor

Die neue Anlage hat zwei Sägeplätze, bedient von zwei ABB-Sechsachsrobotern des Typs IRB 8700. Sie heben bis zu 1,2 Tonnen und bewegen sich je nach Gewicht und Grösse der Rohre einzeln oder koordiniert im sogenannten MultiMove-Modus. Mit MultiMove von ABB Robotics lassen sich bis zu vier Roboter und zusätzliche Geräte wie Werkstückpositionierer über eine einzige Robotersteuerung betreiben. Das senkt den Hardwareaufwand und vereinfacht die Programmierung.

Das Sägezentrum ist direkt ans Hochregallager angeschlossen, wo das Material als Langgut in Kassetten liegt. Den Zuschnitt plant eine Optimierungssoftware, die mit dem Roboter vernetzt ist. Die passende Kassette läuft ins Sägezentrum, und ein Linienlaser erkennt, auf welcher Höhe das Material gegriffen und wieder abgelegt werden muss.

Ein ABB-Roboter des Typs IRB 7600, montiert auf einer 19 Meter langen Verfahrachse vom Typ IRT 710, nimmt den Zuschnitt aus der Säge und legt ihn für den Weitertransport auf Paletten ab. 17 Palettenplätze stehen zur Verfügung. Der Roboter legt Kanthölzer zur Ladungssicherung der runden Teile auf die vorbereiteten Paletten und bestückt sie je nach Grösse des Zuschnitts.

Nach dem Beschnitt geht das Reststück zurück ins Lager. Früher landeten die übrigen Abschnitte in einem Reststückregal. Die Lagerverwaltungssoftware sorgt nun dafür, dass auch Reststücke in den Kassetten abgelegt, erfasst und weiterverarbeitet werden. Die Roboter bestücken die Kassetten nicht sortenrein, sondern nutzen den Platz darin aus. Das spart Platz im Lager und reduziert Abfälle.

Obwohl das Sägezentrum vollautomatisiert läuft, hat die Arbeitssicherheit höchste Priorität. Ein hauseigenes Monitoring-Tool von Involon speichert alle relevanten Roboter-Parameter, dazu kommen Kameras zur Fernüberwachung. Alle Roboter tragen die zertifizierte Sicherheitssoftware SafeMove von ABB Robotics, und ein Zaun umgibt die Anlage; wird er geöffnet, stoppen die Roboter automatisch. Die Ladezone hat eine zweistufige Lichtschranke. So kann eine Säge weiterlaufen, während an den anderen Paletten getauscht oder gewartet wird.

Magnetgreifer bewegen Stahl, ohne Riefen zu hinterlassen

Eine dieser Herausforderungen steckte im Material selbst. Stahl ist schwer, und auf neun Metern Länge liegt er selten gerade. Die Kraft, die zum Bewegen der Stahlrohre nötig ist, darf trotzdem keine Griff-Riefen oder Beschädigungen hinterlassen. Dazu kommt, dass die Kassetten Störkonturen von höchstens zwei Millimetern zulassen. Trotz der Ungenauigkeiten im Material muss die Handhabung also präzise bleiben. Involon rüstet die Roboter deshalb mit Magnetgreifern aus, die genau arbeiten und das Beschädigungsrisiko klein halten.

Die Belegschaft plante die Anlage von Anfang an mit

Damit die neue Anlage in der Belegschaft ankommt, hat Liebherr die Mitarbeitenden schon in der Planungsphase einbezogen. Sie konnten ihre Bedenken äussern und ihr Know-how und ihre Erfahrungen einbringen, und auch im Abnahmeprozess waren sie stark beteiligt. Sie fühlen sich deshalb abgeholt und sind gut geschult im Umgang mit dem neuen Sägezentrum. Entsprechend hoch ist die Identifikation mit der Anlage.

Die Anlage lief nach anderthalb Jahren Projektzeit

Von der Planung bis zur Inbetriebnahme vergingen 1,5 Jahre. Bei einer Vielzahl von Partnern ist eine so kurze Projektdauer nicht selbstverständlich. Bibiela führt sie auf direkte Abstimmungen zurück, telefonisch und vor Ort, dazu kurze Wege und eine gute Zusammenarbeit: «Wir haben von Anfang an auf Augenhöhe miteinander kommuniziert. Regelmässige Abstimmungen helfen zudem, Probleme schnell zu erkennen und dann eine Lösung zu finden.»

Auch in Oberopfingen fällt das Urteil zum neuen Sägezentrum gut aus. Im Umgang mit dem empfindlichen Material zeigt die automatisierte Anlage eine deutliche Verbesserung, und die Fehlerquote ist gesunken. «Bei neuen Anlagen gibt es anfangs immer Stellschrauben, die man nachjustieren muss. Doch unterm Strich funktioniert mittlerweile alles zufriedenstellend», berichtet Vanessa Hartmann, Leiterin Industrial Engineering bei der Liebherr-Components Kirchdorf GmbH.

Hartmann unterstreicht ebenfalls die gute Zusammenarbeit. «Alle Partner haben vom ersten Tag an vollen Einsatz gezeigt und waren absolut verlässlich, trotz des Zeitdrucks. Wir hatten 1000 Fragen und bekamen auf alle davon eine gute Antwort.» Am Standort Kirchdorf an der Iller sind weitere Anlagen mit Automatisierung durch Roboter geplant. Die positiven Erfahrungen aus diesem Projekt bestärken diesen Entscheid.

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