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Schweißen von Kögel-Fahrgestellrahmen

schneller, besser und vollautomatisch
Das deutsche Unternehmen Kögel produziert seit seiner Gründung im Jahr 1934 Aufbauten für Nutzfahrzeuge, Anhänger und Sattelauflieger für Lastkraftwagen. Die Kögel-Tochter in Choceň, Tschechische Republik, stellt Fahrgestellrahmen für alle Produktmodelle der Marke her. Um den strengen Produktions- und hohen Qualitätsstandards der Muttergesellschaft gerecht zu werden, spielt die hochmoderne Schweißtechnik von Valk Welding eine Schlüsselrolle bei der Herstellung von Fahrgestellrahmen. Die langfristige Zusammenarbeit zwischen Kögel und dem Roboter-Schweißspezialisten Valk Welding, hat bereits viele Früchte hervorgebracht. Letztes Jahr führte diese Zusammenarbeit zu einer außergewöhnlichen großen Sonderanlage, der Implementierung einer 85 Meter langen vollautomatischen Roboter-Schweißlinie für die Herstellung kompletter Fahrgestellrahmen.

Kögel

Fahrgestellrahmen für Sattelauflieger und Anhänger von Lastkraftwagen sind nicht gerade die einfachsten Komponenten der Fertigung. Mit einer Schweißnahtlänge von bis zu 14 Metern, einem großen Gewicht und extrem hohen Anforderungen an die Festigkeit und Qualität der gesamten Schweißkonstruktion, erfordert ihre Herstellung wirklich fortschrittliches Know-How und eine entsprechende fortschrittliche Produktionstechnologie. Die Lösung ist das Roboterschweißen.

Zunächst drei Roboterarbeitsplätze von Valk Welding

Das Choceň-Werk mit mehr als 80-jähriger Tradition, das seit 1996 zur Kögel-Gruppe gehört, erfüllt mit seiner Produktion die aktuellen Trends. In Choceň verfügen sie über mehr als 15 Jahre Erfahrung mit dem Roboterschweißen. Als sie 2006 den ersten kleinen Schweißroboter kauften, investierte man in die neue Ära und das Roboterschweißen begann.

Laut Aleš Hájek, Produktionsleiter bei Kögel in Choceň, ist der Weg der Schweiß-Robotisierung bei Kögel weitgehend mit Valk Welding verbunden, obwohl der erste älteste Roboter von einer Konkurrenzmarke stammte. “Im Jahr 2006 begann sich die Firma Valk Welding erst in der Tschechischen Republik zu etablieren. Dann wählten wir einen Roboter von einer anderen Firma. In der Zwischenzeit wuchs Valk Welding stetig und erreichte die Spitze. Deshalb haben wir uns 2015 für den Partner Valk Welding entschieden.”

Das Ergebnis war der Kauf einer mittelgroßen Roboterschweißstation mit Fahrbahn, die zum Schweißen größerer Baugruppen von Fahrgestellrahmen ausgelegt war. Die Tatsache, dass Kögel 2017 eine weitere identische von Valk Welding und 2019 sogar die dritte gekauft hat, zeigt, dass sich die Wahl der Roboterstation und die Zusammenarbeit mit Valk Welding als erfolgreich erwiesen haben. “Die gegenseitige Zusammenarbeit hat sich sehr positiv entwickelt. Das Ergebnis waren drei Roboterarbeitsplätze zum Schweißen von Baugruppen von Fahrgestellrahmen”, fasst A. Hájek die Situation bis 2019 zusammen.

Nach den Baugruppen das komplette Chassis

Vor einigen Jahren sah Kögel die Notwendigkeit, die Produktionskapazität zu erhöhen. “Das Unternehmen Kögel wächst. Wir produzieren jedes Jahr eine größere Anzahl von Produkten. Wir können immer mehr Kunden erreichen, was die Notwendigkeit geschaffen hat, die Produktionskapazität zu erhöhen”, erklärt A. Hájek. Da das tschechische Werk allein die Fahrgestellrahmen für die gesamte Kögel-Gruppe produziert, wäre dies ohne eine Investition in die Erweiterung der Produktionskapazität in Choceň nicht möglich. Aufgrund der bisherigen Erfahrungen mit dem Betrieb von Roboterarbeitsplätzen trat die Möglichkeit der Robotik und Automatisierung erneut in den Vordergrund.

“Wir haben es auch gelöst, indem wir die Anzahl der Schweißer in der Produktion erhöht haben. Das Problem war jedoch der Mangel an qualifizierten Schweißern in der Tschechischen Republik. Wir mussten ausländisches Personal finden, was für das Unternehmen nicht gut war. Ausländische Arbeitnehmer durchlaufen einen lange Ausbildungszeitraum. Der zweite Nachteil ist die Sprachbarriere: Kommunikation, aber vor allem die Fähigkeit, technische- und Produktions-Dokumentation zu lesen. Was uns auch besonders wichtig ist: Wir müssen uns an die hohe Qualität der Schweißnähte halten, einen festgelegten Qualitätsstandard. Dies ist eine grundlegende Priorität für Kögel, erklärt den Produktionsleiter und fügt hinzu, dass sie aufgrund dieser Tatsachen beschlossen haben, ein Projekt für eine automatische Linie zum Schweißen kompletter Fahrgestellrahmen zu entwickeln.

Valk Welding erfüllte die Kriterien am besten

Das Projekt der automatischen Schweißlinie wurde Anfang 2019 gestartet und die Linie wurde für Juni 2020 festgelegt. “Wir haben drei Lieferanten für Roboterschweißen für das Projekt kontaktiert. Nach der Bereitstellung der Ausschreibungsbedingungen trat eines der Unternehmen aufgrund der Größe sofort zurück – es blieben also zwei Unternehmen in der Auswahl”, sagt A. Hájek. Er fügt hinzu, dass die Auswahl des Lieferanten genau definierte Kriterien hatte und die räumlichen Möglichkeiten vor Ort ein wesentlicher begrenzender Faktor bei der Gestaltung der Technologie waren. Zu diesem Zweck bauten sie in Choceň keine neue Halle, sondern wollten die bestehende nutzen, die sie natürlich entsprechend umbauten. Sie renovierten die Hochlastböden, die elektrische Installation und auch die Gasverteilung wurden komplett ersetzt, um den hohen Anforderungen der automatisierten Linie gerecht zu werden. Es wurde auch eine komplett neue LED-Beleuchtung eingesetzt.

In der Vorbereitungsphase des Projekts fand eine sehr intensive Überprüfung der Qualität von Schweißnähtet beider potenzieller Lieferanten am Fahrgestellrahmen selbst sowie eine Überprüfung der prozentualen Verfügbarkeit von Schweißnähten durch bestimmte Roboter statt. Das Servicenetz, die Ersatzteillager, die Geschwindigkeit und die Verfügbarkeit des Service im Falle eines Ausfalls waren ebenfalls wichtig für den Entscheidungsprozess, genauso wie die Schulung von Bedienern und Programmierern. Kögel prüfte auch, ob die Bieter über ausreichende Erfahrung verfügten, um ein Projekt dieser Größe als Generalunternehmer abzuwickeln. Nach Bewertung aller festgelegten Kriterien ging Valk Welding als Gewinner dieser Ausschreibung hervor.

Rechtzeitige Umsetzung trotz Pandemie

Die Umsetzung des Projekts begann im Jahr 2019. Das Implementierungsteam, das die Linie gebaut hat, war komplett tschechisch, was ein schöner Bonus war. “Die Zusammenarbeit war auf hohem Niveau und ohne die Sprachbarrieren, mit denen ein konkurrierender Lieferant konfrontiert wäre”, sagt der Produktionsleiter und fügte hinzu, dass dies ein großer Vorteil während des Corona-Ausbruchs war. Als Liefer- und Fertigstellungstermine unerreichbar schienen, konnte auch bei geschlossenen Grenzen unter strengen Sicherheitsmaßnahmen weiterarbeiten werden.
Er schätzt auch die Rolle von Valk Welding als Generalunternehmer. “Als wir in das Projekt eintraten, wollten wir die Garantie eines Generalunternehmers haben, damit wir in zukünftigen Verhandlungen mit einem Vertreter eines Unternehmens kommunizieren können. Wir wollten einen Ansprechpartner für alle Fragen. Valk Welding hat sich auch in dieser Hinsicht wirklich bewährt.” Der erste Testbetrieb der automatisierten Schweißlinie begann im Mai 2020 und der Produktionsbetrieb wurde Ende August / September gestartet.

Offline-Programmierung und modulare Konzepte

Derzeit arbeitet die Linie in Choceň in zwei Schichten. Der Dreischichtbetrieb ist aufgrund der globalen Konjunkturabschwächung und der Tatsache, dass Kögel diese Zeit nutzt, um die Logistik des Inbound-Angebots der Linie zu verbessern, noch nicht abgeschlossen. “Derzeit sind wir noch nicht voll ausgelastet, aber wir sind bereit dafür. Im Dreischichtbetrieb können wir mit der Linie in Zukunft in 24 Stunden 44-45 Produkte pro Tag produzieren.
„Wir können die Linie mit einer Person pro Schicht betreiben. Alle sechs Roboter und alle darauf laufenden automatischen Prozesse werden von einem Produktionsmitarbeiter überwacht “, erklärt Aleš Hájek. „Arbeitsersparnisse sind willkommen, aber noch wichtiger ist das Problem der Schweißqualität. Die Leistung der Schweißroboterlinie ist bei Schweißnähten von konstant hoher Qualität. Es gibt keine Schwankungen in der Qualität der Schweißnähte wie beim manuellen menschlichen Schweißen und das ist das Wichtigste für uns. Uns wurde bestätigt, dass wir unsere Produktionskapazität erhöhen und gleichzeitig den Qualitätsstandard beibehalten oder sogar verbessern können.“
Mit der Implementierung der Linie hat Kögel eine neue Ebene im Bereich des Roboterschweißens erreicht. Während bisher nur Teilbaugruppen von Rahmen automatisch geschweißt werden konnten, können mit der neuen Linie komplette Fahrgestellrahmen von Sattelaufliegern und Anhängern geschweißt werden. Die Gesamteffizienz des Produktionsprozesses wird durch die Offline-Programmierung der von Valk Welding angebotenen Roboterstationen weiter verbessert. Im Gegensatz zu zuvor implementierten Roboterarbeitsplätzen, an denen das Programm für ein neues Produkt direkt auf dem Roboter programmiert werden musste, kann die Linie offline programmiert werden. Es gibt also keine Ausfallzeiten für die Programmierung, da der Programmierer ein Programm zum Schweißen eines neuen Typs von Chassisrahmen auf seinem Computer vorbereitet und es auf die Roboter überträgt.

Und wie sieht Kögels Produktionsleiter die Zukunft der Robotik und der Zusammenarbeit mit Valk Welding?

“Als wir in das Projekt eintraten, haben wir vorausgedacht und mit unserem Partner Valk Welding eine modulare Linie entworfen. Dies bedeutet, dass wir, wenn wir unsere Produktionskapazität weiter erhöhen müssen, einen weiteren Arbeitsplatz mit drei Robotern hinzufügen können. Wir haben auch eine fertige Halle. Mit Förderbändern können wir die Linie problemlos um ein weiteres Modul erweitern. Wir sind bereit zu wachsen “, schließt Aleš Hájek.

www.koegel.com

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