Sie macht nicht viel Aufhebens um sich. Nahezu geräuschlos bahnt sich die autonome Transportplattform ihren Weg durch die Produktionshalle. Zentimetergenau liefert der autonome mobile Roboter einen 100-Liter-Druckluftkessel an einer Schweißstation ab. Dort wartet bereits ein Handling-Roboter von KUKA, der ihn von der Plattform aufnimmt, um ihn dann in der Bearbeitungszelle mit weiteren Bauteilen zu verschweißen.
Was beim Zusammenbau von Komponenten für einen Lkw wie Zukunftsmusik klingt, ist bei der KRONE Group, einem der größten Hersteller von Landmaschinen und Nutzfahrzeugen, längst gelebter Alltag: In einer Partnerschaft mit KUKA setzt KRONE auf intelligente Automation – sowohl in einer bestehenden Fabrik (Brownfield) als auch in einer neuen, smarten Produktionsstätte (Greenfield). Das Ergebnis sind effizientere Abläufe, eine höhere Werteschöpfung, entlastete Mitarbeiter und eine wettbewerbsfähige Produktion „made in Germany“.
Schlüssel zur Smart Factory: Autonome mobile Roboter
Dabei setzt das Unternehmen auf KUKA als Technologiepartner – und geht sowohl in einem bestehenden Werk in Werlte als auch beim jüngsten Neubau einer Greenfield-Fabrik der GTS Green Teuto Systemtechnik GmbH in Ibbenbüren konsequent den Weg der Automatisierung – mit Fertigungsrobotern im Zusammenspiel mit fahrerlosen Transportsystemen. Und genau darin steckt für KRONE das große Potenzial. „Den entscheidenden Schlüssel bei der Transformation zur Smart Factory bietet KUKA.AMR Fleet, unser AMR-Flottenmanagement“, sagt Nikita Daubert, AMR Business Development Manager für die DACH-Region bei KUKA.
AMR: Mobile Roboter für den Bestand in Werlte
Im niedersächsischen Werlte betreibt KRONE eine Lkw-Trailerfertigung mit gewachsenen Strukturen. Hier wurde jetzt mit Unterstützung von Silver Robotics, einer KRONE-Tochter zur Umsetzung von innovativen und maßgeschneiderten Robotik- & Maschinenbaulösungen bei KRONE selbst wie auch bei externen Kunden, eine vollautomatische Zelle aufgebaut. Sechsachsige KUKA-Handling- und Schweißroboter führen ihre Aufgaben digital vernetzt mit autonomen mobilen Robotern, wie der KMP 1500P, aus.
Der kompakte AMR trägt bis zu 1,5 Tonnen und bewegt sich dabei mit seiner Differential-Antriebstechnologie selbstständig in der Produktion. Integrierte 3D-Kameras und Laserscanner sorgen für Flexibilität und Sicherheit in einer Arbeitsumgebung mit Menschen. Das induktive Ladekonzept hält die Plattform rund um die Uhr betriebsbereit.
„Wir hatten zuvor alle unsere bisherigen Prozesse auf den Prüfstand gestellt und zu neuen Prozessen und Arbeitsweisen wie der Modulbauweise überführt“, erklärt René Mecklenburg, Geschäftsführer der Silver Robotics GmbH. „Und wir haben dabei gleich weitergedacht in Richtung Intralogistik und optimiertem Materialfluss. Denn wir wollen unseren Kunden unsere Produkte schneller anbieten – und das bei noch höherer Qualität und zu wirtschaftlichen, marktfähigen Preisen.“
„Wir hatten zuvor alle unsere bisherigen Prozesse auf den Prüfstand gestellt und zu neuen Prozessen und Arbeitsweisen wie der Modulbauweise überführt“, erklärt René Mecklenburg, Geschäftsführer der Silver Robotics GmbH. „Und wir haben dabei gleich weitergedacht in Richtung Intralogistik und optimiertem Materialfluss. Denn wir wollen unseren Kunden unsere Produkte schneller anbieten – und das bei noch höherer Qualität und zu wirtschaftlichen, marktfähigen Preisen.“
Vom Schweißvorhang zur smarten Zelle
Die Versorgung der Schweißroboter erfolgt nun autonom, Stapler sollen weitestgehend aus der Fertigung verschwinden. Die Transportplattform bringt stattdessen selbsttätig Material, wie die Druckluftkesssel oder Türelemente, zur Zelle. Dort legt es ein Handling-Roboter in die Schweißanlage ein. Die fertigen Baugruppen werden von da ebenso automatisch abtransportiert. „Die mobilen Roboter helfen uns, viele Prozesse, die hier sehr weitläufig sind, miteinander zu verketten. So konnten wir auf viel Fördertechnik verzichten und zugleich die Effizienz in den Produktions- und Intralogistik-Abläufen deutlich steigern“, sagt René Mecklenburg. Mensch und Maschine würden bei KRONE dazu Hand in Hand wirken: „Die Mitarbeitenden kümmern sich um die Vorbereitung der Teile und Qualitätskontrolle, während Roboter die körperlich anstrengende Schweißarbeit erledigen. So entlasten wir die Mitarbeitenden von schweren, monotonen Tätigkeiten, schaffen mehr Ordnung und erhöhen die Sicherheit“, so Mecklenburg weiter. Volker Perk, Produktionsgeschäftsführer der KRONE Commercial Vehicle Group, sieht in der Robotik einen zentralen Baustein zur Standortsicherung: „Wir wollen Lkw-Trailer wie den ‚Profi Liner‘ auch in Zukunft weiter in Deutschland produzieren. Dazu müssen wir aber Prozesse automatisieren, weil wir für viele erforderliche Tätigkeiten schlicht keine Fachkräfte mehr finden. Die Robotik gibt uns die Möglichkeit, unsere Mitarbeitenden an effizientere oder wertschöpfendere Tätigkeiten heranzuführen."
Montage und Logistik intelligent vernetzen
Wie die Automatisierung und die Smart Factory bei KRONE konkret Einzug hielt, schildert Jochen Roling, Geschäftsführer bei GTS, aus eigener Erfahrung: „Wir haben früher erst einmal nur den Prozess hinter dem Schweißvorhang automatisiert. Irgendwann wurde klar: Um die Anlage effizient und wirtschaftlich zu betreiben, müssen auch Materialfluss und Bedienung robotikbasiert erfolgen.“ Hier kamen die mobilen Roboter von KUKA ins Spiel. Während Werlte bestehende Abläufe gewissermaßen „on the fly“ fortlaufend modernisiert, entstand im westfälischen Ibbenbüren in nur zwölf Monaten mit der Green Teuto Systemtechnik, GTS, ebenfalls eine Tochter der KRONE Group, eine komplett neue Fabrik für die Landmaschinenfertigung – als Greenfield-Lösung, buchstäblich auf der „grünen Wiese“. Hier werden von Robotern Schweißbaugruppen gefertigt, die später lackiert und dann in Landmaschinen verbaut werden.
Materialflussplanung ohne Hindernisse
„Warum Smart Factory? Warum auch neue Fabrik?“, fragt Jochen Roling, um gleich die Antwort zu geben: „Wir beabsichtigen bei KRONE, unsere Werke auf das Endprodukt hin zu spezialisieren. ‚Smart‘ heißt dann für uns, mithilfe von Digitalisierung und Auto-mation maximal effizient und skalierbar zu fertigen.“ Der Vorteil des Greenfield Ansatzes sei gewesen, ohne Restriktionen und ohne vorhandene Strukturen geplant haben zu können. „Wir setzen mit Unterstützung von KUKA auf hochmoderne, smarte und nachhaltige Fertigungskonzepte und -prozesse. Deswegen haben wir von Anfang an die automatisierte Versorgung und eine integrierte Datenverarbeitung der Produktions- und Montagelinien zur Prämisse gemacht“, so Roling.
Echtzeitdaten in der IT bilden die Basis
Basis der Smart Factory in Ibbenbüren ist eine IT-Architektur, die Echtzeitdaten erfasst und ereignisbasiert verarbeitet. Jede Maschine, jeder Roboter und jedes Transportfahrzeug ist digital vernetzt. „So kann die Fertigung auf das Überschreiten von Toleranzen oder Störungen unmittelbar reagieren. Wir sprechen deswegen schon lange nicht mehr vom Steuer-, sondern vom Regelkreis“, sagt Perk. „Die Systeme sind anpassungsfähig, sie lernen und korrigieren eigenständig.“ Dieser Wandel betrifft auch die Kommunikation zwischen Entwicklung und Fertigung. „Früher hat sich die Produktion an Produktänderungen angepasst. Heute ist es umgekehrt. Alle Anforderungen aus der Fertigung fließen bereits in die nächste Entwicklung mit ein“, sagt Roling.
Drei Schritte zur Vollautomatisierung
KRONE folgt auf seinem Automatisierungspfad einem dreistufigen Umsetzungskonzept. Im ersten Schritt geht es um den Aufbau einer ganzheitlichen Perspektive zur Automatisierung des Prozesses. Darauf aufbauend rücken Lösungen für den Materialtransport per AMR in den Fokus. Stufe drei ist dann das automatisierte Teilehandling.
Autonome mobile Roboter mit bis zu sechs Tonnen Traglast
Nach diesem Prinzip wurde von KRONE das Werk in Ibbenbüren gestaltet. So sind dort heute in einer einzelnen Fertigungsinsel neun Schweiß- und Handling-Roboter synchron mit zwei Bearbeitungszentren und einer automatischen Messzelle zusammen im Einsatz. Auf diese Weise konnten Stillstandzeiten nahezu eliminiert werden, da Roboter und Transportplattformen rund um die Uhr im Takt bleiben. Die Produktion kann flexibel hoch- oder heruntergefahren werden, ohne dass heute kaum noch auflösbare Personalengpässe zum limitierenden Faktor werden. „Diese Skalierbarkeit der Produktionsarchitektur – von kleinen Zellen bis zu komplex vernetzten Linien – ist ein Kernziel der neuen Smart Factory“, sagt Roling. Testweise seien in Ibbenbüren mittlerweile auch erste KMP 3000P im Einsatz. Sie können bis zu drei Tonnen in den Produktionshallen bewegen, im Tandem sogar doppelt so viel, und sich omnidirektional mit höchster Präzision auch auf engstem Raum bewegen.
„Wir machen Arbeit attraktiver"
Eines ist den KRONE-Fabrikplanern besonders wichtig: Die Automatisierung bedeutet nicht das Ende menschlicher Arbeit, sondern deren Aufwertung. „Die Bedienung hochautomatisierter Zellen hat an Wert gewonnen. Mitarbeitende erleben das als Zukunftsjob“, so Roling. Mecklenburg ergänzt: „Wir sehen, dass sich intern Kolleginnen und Kollegen aktiv auf diese Positionen bewerben.“ Auch die Ergonomie spielt eine Rolle: „Die neuen Arbeitsplätze sind sicherer und körperlich weniger belastend. Das macht sie attraktiv – gerade für jüngere Generationen“, sagt Perk.
Nicht attraktiv am Arbeitsmarkt sind immer gleiche, monotone Tätigkeiten, der Umgang mit schweren Lasten und dann die Gefahren beim Schweißen selbst: von giftigen Gasen und Dämpfen über das Risiko von Verbrennungen bis hin zu Stromschlägen. „Wir finden schlichtweg keine Leute mehr für diese Tätigkeiten. Robotik hilft uns, unsere Standorte auch im demografischen Wandel wettbewerbsfähig zu halten“, betont Perk. Die Automobilindustrie mit ihren hohen Stückzahlen habe es vorgemacht: „In der Serienfertigung ist die Automation wirtschaftlich alternativlos. Das gilt heute auch bei kleineren Stückzahlen, wie sie bei der Herstellung individuell konfigurierter Landmaschinen auf der Tagesordnung stehen.“ Auf dem Weg dorthin wird die Zusammenarbeit mit KUKA bei KRONE als strategisch wichtig eingeschätzt. „KUKA liefert nicht nur Technik, sondern bringt Systemdenken mit. Wir lernen gemeinsam, entwickeln gemeinsam weiter“, sagt Perk.
Blick nach vorn: Montage, Variantenfertigung und KI
Für die Zukunft sieht René Mecklenburg weiteres Potenzial in der Montageautomatisierung: „Besonders bei variantenreichen Produkten müssen wir automatisieren, ohne die Flexibilität zu verlieren.“ Ganz neue Potenziale erschließen sich dabei durch den immer rasanteren Fortschritt der Digitalisierung und der Künstlichen Intelligenz. „Die Anlagen lernen, Fehler zu erkennen und sich selbst zu optimieren“, sagt Volker Perk. „Darauf können wir weiter aufbauen.“
Jochen Roling kommt bei diesem Gedanken gleich ein Bild aus dem Büro des Inhabers Bernard Krone in den Sinn: „Ein Spruch von Dante: Der eine wartet, dass die Zeit sich wandelt, der andere packt sie an und handelt.“ Sie haben noch viel vor bei KRONE.
Quelle und Fotos: KUKA AG
