Category Archives: SHL AG Technologie

Roboterschleifen und -polieren von hochwertigen Designarmaturen

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Über Hansgrohe – das Original aus dem Schwarzwald

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Das Unternehmen Hansgrohe mit Stammsitz in Schiltach/ Schwarzwald hat sich in seiner 109 jährigen Firmengeschichte innerhalb der Sanitärbranche den Ruf als einer der Innovationsführer in Technologie und Design erworben. Mit seinen Armaturen, Brausen und Duschsystemen schafft die Hansgrohe AG die Originale, die das Bad funktionaler, komfortabler und schöner machen. Nicht von ungefähr finden sie sich inprominenten Prestigeprojekten Prestigeprojekten wie im Kreuzfahrtriesen Queen Mary II, im Terminal 5 des Heathrow Airports in London, im derzeit höchsten Bauwerk der Welt, dem Burj Khalifa in Dubai, sowie im Bundeskanzleramt in Berlin, in den Yoo Luxusapartments in New York oder in der Universität von Masdar City in Abu Dhabi. 2009 erwirtschaftete das Unternehmen mit seinen Marken Axor, Hansgrohe, Pharo und Pontos einen Umsatz von Anwenderbericht rund 610 Mio. Euro (2008: 668 Mio. Euro). Weltweit beschäftigt die Hansgrohe Gruppe heute rund 3.200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, davon etwa zwei Drittel im Inland. Das Unternehmen produziert in sechs deutschen Werken, in Frankreich, in den Niederlanden, in den USA und in China.

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SHL – Automatisieren mit Robotern

Im Jahr 1989 durch die Partner Seelmann, Häring und Lehr gegründet, stellt sich die Firma SHL Automatisierungstechnik AG heute als erfolgreiches Roboter-Systemhaus dar. Über 60 Mitarbeiter befassen sich am Standort Böttingen mit Konstruktion, Herstellung, Programmierung und Inbetriebnahme von Robotersystemen. Bis heute wurden über 1.100 Roboter- Schleif- und Polieranlagen realisiert, womit SHL – ausgenommen die Automobil-Hersteller – zu einem der größten Kunden der Roboterlieferanten avanciert. Die Kunden von SHL kommen aus den Bereichen Armaturen-, Medizintechnik-, Baubeschlag-, Haushaltsgeräteund Automotive-/ Zulieferindustrie, wobei hier besonderes Augenmerk dem  Schleifen und Polieren unterschiedlicher Produkte gilt. SHL hat dafür eine breite Palette an selbst entwickelten sowie selbst gefertigten Standard- und Sonder-Schleif-/Poliermaschinen im Programm, die jeweils das Zentrum der hochproduktiven, robotergestützten Schleif- und Polierzellen darstellen. In Böttingen stehen über 5.000 m2 an Hallen und Büroflächen für die Bereiche Entwicklung, Konstruktion und Software, bzw. Produktion, Anlagemontage und Lagerhaltung sowie Vertrieb und Verwaltung zur Verfügung. Dazu gehört auch ein großes Technologiezentrum für Kundenpräsentationen, Machbarkeitstests, Kundenschulung und Kundenservice. Im Service sorgen 14 Spezialisten dafür, dass die Roboteranlagen mit einer maximal hohen technischen Verfügbarkeit aufwarten und rund um die Uhr hochproduktiv agieren können.

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Mit der Erteilung eines Großauftrags zur Lieferung von insgesamt acht Roboter-Schleif- und Polieranlagen vertiefen die beiden Unternehmen Hansgrohe AG in Schiltach und die SHL Automatisierungstechnik AG in Böttingen ihre langjährige Zusammenarbeit. Basierend auf den Erfahrungen und gemeinsamen Errungenschaften aus über 20 Jahren erfolgreicher Partnerschaft, setzt Hansgrohe erneut auf die Kompetenz und die neuen Entwicklungen aus dem Hause SHL im Bereich Roboterschleifen und -polieren von hochwertigen Designarmaturen. Des Weiteren findet so auch die enge Entwicklungs-Zusammenarbeit mit dem „Alpha-Tester“ Hansgrohe ihre logische Fortsetzung. Die neuen Roboter-Schleif- und Polieranlagen sind zur rationellen Bearbeitung von Produktfamilien hochflexibel ausgelegt und universell nutzbar.

 
Das ist vor allem auf die Ausrüstung mit passenden Robotersystemen sowie auf den modularen Aufbau der einzelnen Anlagen mit SHL Standardkomponenten zurückzuführen. Die unterschiedlichen Roboter- Schleifanlagen bestehen aus Industrierobotern, SHL-Doppelkontaktrollen-Schleifmaschinen DKS mit Dreh- und Positioniereinheit DPE sowie SHL-Universal-Bearbeitungsmaschinen UBM, die ebenfalls zum Schleifen eingesetzt werden. Die verschiedenen Roboter-Polieranlagen bestehen aus Industrierobotern, SHL Doppelpoliermaschinen DP 1000 mit Dreh- und Positioniereinheit DPE, SHLPoliermaschinen P550 mit Drehund Positioniereinheit DPE sowie SHL-Universal- Bearbeitungsma- Roboterschleifen und -polieren von hochwertigen Designarmaturen schinen UBM, die gleichfalls zum Polieren zum Einsatz kommen. Zum Lieferumfang gehören außerdem SHL Handbearbeitungsmaschinen für das prozessnahe manuelle Nachschleifen und Polieren. Mit der Auftragserteilung an SHL setzt der Kunde Hansgrohe ein deutliches Zeichen für den Ausbau der Partnerschaft zwischen Baden-Württembergischen Firmen. Dabei erstreckt sich diese Kooperation auch auf Nordamerika. Hier arbeitet Hansgrohe North America mit Sitz in der Nähe von Atlanta/Georgia, wo auch die SHL- Tochtergesellschaft SHL Inc. beheimatet ist, zum Scotchen von Badarmaturen demnächst ebenfalls mit einer Roboter-Bearbeitungszelle von SHL.

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Design erfordert höchste Flexibilität

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 Fazit

Dass es sich beim Schleifen und Polieren von Armaturen aus dem bei Hansa eingesetzten korrosionsbeständigen Messing (MS 63) in der Praxis um eine schwere und anspruchsvolle mechanische Bearbeitung handelt, wird auch daran deutlich, dass beim Schleifen der Armaturenkörper in den Roboterschleifzellen mit den Schleifbändern und Kontaktscheiben der Körnungen 80 beziehungsweise 280 an bestimmten Stellen bis zu 0,6 mm Material abzutragen ist, um eine in Form und Qualität «polierfähige» Oberfläche zu erhalten. Beim Polieren schliesslich ist eine glatte und fehlerfreie Oberfläche zu erzielen, um im abschliessenden galvanischen Beschichtungsprozess dann eine qualitativ perfekte Oberfläche zu erhalten. Zur Bewältigung der täglich anfallenden Aufträge sind bei Hansa in Burglengenfeld heute Roboterlinien für Einloch-Waschtisch- und Bidet- Armaturen, für Bad- und Brausearmaturen und für Kleinserien sowie Sonderteile in Betrieb, wobei auf jeder Linie wie erwähnt immer zwei verschiedene Teile laufen beziehungsweise in Arbeit sind. Hans-Peter Wittmann zeigte sich von der Zusammenarbeit mit SHL voll überzeugt und setzt auch in Zukunft auf Roboterlösungen aus Deutschland: «Wir haben heute in 30 Roboter der Schleif- und Polieranlagen insgesamt 42 SHL-modifizierte Indus trieroboter hochproduktiv im Einsatz. Für die Betreuungs-, Bedienungs- und Beschickungsaufgaben in der Schleiferei und Poliererei sind im Dreischichtbetrieb 35 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt, und zwar inklusive des Qualitätsmanagements mit abschliessender 100 Prozent Sichtprüfung. Mit dem Personal und dem Roboterequipment schleusen wir pro Tag etwa 4500 Armaturen durch die Schleiferei und Poliererei.

Rechnet man noch die rund 1500 Teile in Form von Unterputzbauteilen hinzu, dann verarbeiten wir im Monat gut 180 t Gussteile aus MS 63, was in Summe doch eine sehr hohe Anzahl produzierter Werkstücke ergibt. Das wäre ohne den konsequenten Einsatz von Roboter- und damit vollautomatisierte Schleif und Poliertechnik gar nicht möglich; zumal wir beziehungsweise unser Ausstoss auch stark von einer maximalen technischen Anlagen-Verfügbarkeit abhängen. Mit SHL haben wir einen Partner, der uns in allen Belangen voll unterstützt und mithilfe der Robotertechnik auch die Design- sowie insgesamt die Produktqualität sicherstellt».

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Design erfordert höchste Flexibilität

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Roboter-Schleif- und Polierzellen machen «varianten-, design- und stückzahl flexibel» 

Die dem nachdrücklichen Retrofitting unterworfene «neue» Roboter- Schleif- und Polierlinie besteht nun im Wesentlichen aus zwei Schleifroboterzellen und zwei Polierroboterzellen, dem durchgängigen Materialflusssystem für den Transport der Paletten mit Werkstücken und je einem Handarbeitsplatz. Die Roboter-Schleifzelle wiederum bestehen aus zwei 6-Achsen-Industrierobotern KUKA KR 60/3 für 60 kg Traglast und Steuerung KR C2, Grundauf – nahmen für Pneumatik- und Vakuum-Spanneinrichtungen, zwei x zwei = vier SHL-Freiband und Kontaktrollenschleifmaschinen FKS 250/450 sowie Hub-/Schwenkeinheiten für die FKS zur werkstückspezifischen Positionierung beim Bearbeiten von schwierigen Designflächen. Die Roboter-Polierzellen dazu sind ähnlich ausgerüstet und aufgebaut, weisen jedoch jeweils zwei SHL-Schwenkbare Doppelpoliermaschinen DP1000 ROB-DPE-G und zwei SHLPoliermaschinen P550 ROB und des Weiteren sechs Hochdruckpastepistolen zum Auftragen von Polierpaste auf. Zum weiteren Liefer- und Leistungsumfang gehörten auch der Umbau und die Erweiterung des Palettenfördersystems sowie der Austausch und die Integration vorhandener und noch gebrauchsfähiger Roboter. Aus Redundanz- und Kapazitäts Gründen sind die Roboter- Schleif- und Polierlinien immer in zweifacher identischer Ausführung vorhanden, wobei hier das Retrofitting nacheinander erfolgte. Beide Roboter-Schleif und Polierlinien teilen sich in die drei Sektoren Vorschleifen, Feinschleifen und Polieren auf und am Linienkopf befindet sich der Handarbeitsplatz, an dem auch die Bestückung der Paletten mit Rohteilen beziehungsweise nach dem Durchlauf die Entnahme der fertig bearbeiteten Armaturen stattfindet. Durch die neue Schleif- und Polierstrategie, auf Basis von vier neuen und der Integration von zwei vorhandenen Robotern, liessen sich die älteren Rundschalttische ersatzlos streichen und die neuen Anlagen werden jetzt allen denkbaren Designanforderungen gerecht.

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Design erfordert höchste Flexibilität

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Jüngstes Projekt war das komplette Retrofitting einer vorhandenen Roboter- Schleif und Polierlinie. Dabei galt es auch zu berücksichtigen, dass zur Erhöhung der eigenen Wertschöpfung sowohl Schleif- und Polierbearbeitungen von externen Dienstleistern zurückgeholt wurde und dass auf der Anlage neue Designprodukte bearbeitet werden müssen. Wilhelm Tillinger, Vertrieb bei der SHL Automatisierungstechnik AG, D-78583 Böttingen, und zuständig für den langjährigen Kunden Hansa, führte zum neuen Projekt aus: «Wir haben gemeinsam den Kapazitäts-Bedarf und die erforderliche Anwendungsflexibilität sowie die Machbarkeit analysiert. Dabei sind wir zum Schluss gekommen, eine vorhandene Linie quasi neu aufzubauen und mit weiteren Roboterzellen zum Schleifen und Polieren der vom Design her anspruchsvolleren Armaturen aufzurüsten. Die grosse Herausforderung war dabei, grundsätzlich acht verschiedenem Typen, von denen immer zwei gleichzeitig jedoch in verschiedenen Ausführungen im Mischbetrieb auf der Linie zu bearbeiten sind, sowohl spann- als auch handhabungs- und schleif sowie poliertechnisch im Griff zu haben, um im Mehrschichtbetrieb prozesssicher produzieren zu können» .

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 Hoch automatisierte Fertigung als zentraler Qualitätsbaustein

Innerhalb der Hansa-Gruppe, die aktuell rund 1200 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter beschäftigt, die auf drei Standorte in Stuttgart (Hauptverwaltung, Forschung, Entwicklung), sowie in den Produktionsstätten Burglengenfeld, Unterkulm (CH) und CZ-Kralovice verteilt sind, kommt dem modernen ProduktionswerkBurglengenfeld eine führende Rolle zu. Um die aktuellen und künftigen Fertigungsaufgaben rationell, effizient und wirtschaftlich optimieren zu können, wird hier sukzessive in neue und noch leistungsfähigere Produktionseinrichtungen investiert und setzt dabei mehr denn je auf flexible nutzbare Roboterlösungen. Damit sieht man sich im Werk Burglengenfeld in der Lage, anspruchsvolle Formgebungen im Design mit Präzision umsetzen zu können. Per Roboter werden die notwendigen Schleif- und Polierbearbeitungen vollautomatisch mit Präzision durchgeführt, um auf Dauer in der Produktionseffizienz und in der Qualität wettbewerbsfähig zu bleiben. Hans-Peter Wittmann meinte diesbezüglich: «Wir verfügen im Bereich Roboterschleifen über grosse Erfahrungen. 1990 führten wir die ersten Schleif- und Polierversuche durch und 1992 wurden dann die ersten Roboter-Schleif- und Polierlinien beschafft, die, ständig aktualisiert, zum Teil nochheute voll im Einsatz sind. Bereits seit dieser Zeit arbeiten wir mit den Roboter-Schleif- und Polierspezialisten von SHL zusammen, um den teuersten Fertigungsprozess, nämlich das Schleifen und Polieren der bis zu 6,5 kg schweren Gussteile, was zwischen 100 und 300 Sekunden beansprucht, immer wieder und vor allem nachhaltig optimieren zu können.»

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Design erfordert höchste Flexibilität

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«Die Designinspiration entwickelt sich aus der ergiebigsten Quelle der Welt: dem Wasser» und dass man es bei Hansa laut diesem Slogan bestens versteht, Design und Funktionalität unter einen Hut zu bringen, lässt sich vor allem anhand mehrerer zahlreicher Designpreise wie den DesignPlus, reddot design award, if, Design Center Stuttgart, Designpreis Deutschland oder Good Design sozusagen ablesen. Jedoch hat Design auch immer seinen Preis und damit ist in erster Linie nicht allein der Verkaufspreis als solcher gemeint. Denn Design an Armaturen, die in kleinen bis mittleren oder auch grösseren Serien gefertigt werden müssen, stellt vor allen Dingen auch die Produktionsbereiche vor neue und grosse Herausforderungen, weil Designarmaturen sich nur mit aufwändigeren und damit teureren Herstellungsprozessen realisieren lassen. Dazu sagte Hans-Peter Wittmann, Leiter Fertigung im Produktionswerk der Hansa Metallwerke AG in Burglengenfeld: «Wir haben sehr unterschiedliche Produkt-  und Designausführungen und teilen deshalb die schleif- und poliertechnischen Anforderungen zur qualitätsvollen Umsetzung des Designs in A-, B- und C-Flächen ein».

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Design erfordert höchste Flexibilität

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Die steigenden Anforderungen an Design, Funktionalität und Qualität bei Sanitärarmaturen erfordern besondere wirtschaftliche Lösungen bei der Herstellung Roboter-Schleifsysteme ersetzen daher immer mehr konventionelle Rundtischanlagen.

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Die SHL-Roboter-Schleif- und Polieranlage bei Hansa in Burglengenfeld; vorne die Paletten-Bestückungsstation für die Rohlinge, unten kommen die leeren Paletten zurück; im Vordergrund ist die Roboterzelle Vorschleifen zu sehen, danach folgen Feinschleifen

Unter «Wasser erleben» versteht das Traditionsunternehmen Hansa nicht nur die dafür notwendigen Armaturen, sondern auch das Medium Wasser selbst zu gestalten. Der Stuttgarter Armaturenhersteller Hansa Metallwerke AG fertigt ein breites Sortiment an Sanitärarmaturen wie Bad- und Küchenarmaturen, Brausen, Duschsystemen sowie elektronischen Armaturen für den privaten und öffentlichen Bereich. Ob designorientiert oder klassisch, Hansa hat für jeden Anspruch das passende Markenprodukt parat und entwickelte sich auf diese Weise über die Jahre von einer deutschen Handwerkermarke zum internationalen Qualit.tsführer.

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Roboter-Schleifzentrum für den Oberflächen-Finish

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Fachbericht SGAModular konzipiert

Der Um- und Ausbau umfasste einen weiteren 6-Achsen-Industrieroboter Kuka KR 30/3, die Erweiterung und Anpassung des Paletten-Fördersystems, weitere produktspezifische Werkstück- Spannwerkzeuge, einen zusätzlichen Schaltschrank und die mechanische sowie steuerungstechnische Anpassung. Folgerichtig stellt sich die Roboteranlage heute als Roboter-Entgrat-, Schleif- und Finishsystem mit den zwei Zellen Entgraten/ Schleifen sowie Finishen dar, wobei die beiden Zellen wahlweise gemeinsam oder auch getrennt betrieben werden können. Als Bindeglied dient das Paletten- Fördersystem, das jedoch so konzipiert ist, dass in jeder Zelle aus der und in die jeweilige Palette gearbeitet wird. Demnach holt der Roboter immer ein Teil, führt es zur Entgrat und Schleifstation und legt es nach der Bearbeitung wieder an seinen Platz. Ist die Palette abgearbeitet, wird sie in die Finishzelle gefördert und dort entsprechend abgearbeitet. Alternativ dazu lassen sich beide Zellen mit verschiedenen Werkstücken beschicken, wodurch eine noch höhere Anwendungs- und Nutzungsflexibilität gegeben ist. Im Verbund aus Roboter-Flexibilität und Entgrat-/Schleif-Finish-Leistungen ist es möglich, dreischichtig mannarm bzw. mannlos zu produzieren. Steffen Berner meinte diesbezüglich:

«Bei uns wird von morgens um 5 Uhr bis abends um 23 Uhr unter Aufsicht gearbeitet. Dazwischen läuft die Roboteranlage vollkommen autark. Da wir bei entsprechend aufwändigen Werkstücken schon mal Durchlaufzeiten von 70 oder auch 140 Sekunden pro Teil haben, kommt der Prozessund Bearbeitungssicherheit grosse Bedeutung zu. Mit der Robotertechnik sind wir nicht nur sehr flexibel für die universelle Bearbeitung, sondern auch reproduzierbar exakt in der Bearbeitung und Qualität.

Bei der aufeinanderfolgenden Komplettbearbeitung in beiden Zellen achten wir ausserdem darauf, dass die beiden Roboter zeitlich aufeinander abgestimmt sind und quasi synchron laufen.Dies verhindert unproduktive Wartezeiten und sorgt für mehr Ausstoss und Effizienz pro Zeiteinheit.Mit der SHLAnlage konnten wir unser Leistungsspektrum enorm erhöhen und unsere Kundenbasis spürbar verbreitern.

Die SHL-Anlage ist einem Universal- Bearbeitungszentrum nicht unähnlich. Wir haben eine hochleistungsfähige Basisanlage und müssen nur jeweils bei den Robotern die Werkstückspanner, die Werkstückaufnahmen in den Paletten und die Arbeitsprogramme wechseln.»

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