Zerspaner wächst mit anwendungsgerechter Automatisierung am Standort Deutschland

Roboter können mehr als nur Maschinen zu be- und entladen. Das demonstriert Geiger Fertigungstechnologie GmbH, Pretzfeld, in hoher Vollendung. Das mehrfach ausgezeichnete Unternehmen ist mit anwendungsgerechter Automatisierung gewachsen und auf dem Weg, andere Mittelständler vom eigenen Know-how profitieren zu lassen. „Am Standort Deutschland, zu dem wir uns nachhaltig bekennen, können wir nur mit bester Qualität und hoher Wertschöpfung wettbewerbsfähig agieren“, sagt Eckhard Brandt.

Konsequent hat sich Geiger auf komplexe Teile in der Zerspanung konzentriert und realisiert in vielen Fällen auch eine anschließende Montage sowie weitere wertschöpfende Prozesse. Namenhafte Kunden aus der Automobilzulieferindustrie, aber auch kleinere Firmen honorieren das Engagement und die Qualität mit teilweise langfristigen Lieferaufträgen.

Geht der Geschäftsplan auf, wird Geiger Fertigungstechnologie GmbH in Pretzfeld, im Herzen der Fränkischen Schweiz bis 2010 auf einen Umsatz von 60 Mio. Euro pro Jahr gewachsen sein. Die Zahl der Mitarbeiter wird dann in einer Größenordnung von 400 Beschäftigten liegen. „Wir sind in kurzer Zeit sehr zügig gewachsen“, sagt Geschäftsführer Eckhard Brandt. „Für ein solch rasches Wachstum benötigen Sie Innovationsfähigkeit und ein hohes Maß an Flexibilität.“

Das weitere Wachstum will er auf mehreren Gebieten generieren. Der Non-Automotive-Bereich soll überproportional wachsen. In der Elektrobranche hat Geiger schon gut Fuß gefasst. Nun will man in der Medizintechnik verstärkt aktiv werden. Bislang beliefert Geiger zu 90 Prozent namhafte Zulieferer der Automobilindustrie.

Automatisierung ist mehr als nur Robotereinsatz

Vor acht Jahren war kaum eine Station automatisiert. Heute nennt Brandt einen Automatisierungsgrad von 85 Prozent: „Da hatten wir von Anfang an die richtigen Ideen. Sonst hätten wir das Duplizieren nie in dieser Geschwindigkeit geschafft.“

Zugegeben, die Losgrößen und Stückzahlen sind für eine Automatisierung ideal. Von mittleren Stückzahlen im Bereich 15000 bis zu hohen Stückzahlen von über einer Million pro Jahr reicht das Spektrum, wobei der Fokus auf der Bearbeitung komplexer Werkstücke aus allen metallischen Werkstoffen liegt. Franz Brütting, Leiter Technische Dienste bei Geiger: „Nur bei hohen Stückzahlen macht diese Art der Automatisierung Sinn.“

Ansonsten würde der Rüstaufwand den Vorteil des Robotereinsatzes wieder auffressen. Dazu kommt, dass die Serien für eine hohe Auslastung „sorgen“. Zumindest die so genannten Schwerpunktanlagen haben eine Maschinenverfügbarkeit von über 90%. „Das ist aus unserer Sicht, da wir teilweise je nach Kundenbedarf in 17 bis 21 Schichten arbeiten, eine erstaunlich hohe und gute Kennzahl.“

Aber nicht nur die Menge ist ein Kriterium für die Automatisierung. „Früher“, sagt Brandt, „hat man den Prozess ohne Automatisierung aufgebaut und erst bei steigenden Stückzahlen automatisiert“. Heute sind die Anforderungen vom Start weg hoch: „Wir bauen den Prozess von Anfang an so auf, wie er die nächsten fünf Jahre laufen soll.“

Den Roboter dabei direkt in der Maschine unterzubringen, hält Brütting für keine gute Idee. Ändert sich der Prozess, sind schnell Grenzen hinsichtlich Flexibilität erreicht.

63 Roboter und über 150 Werkzeugmaschinen

Eine Erfahrung bestimmt im Prinzip jeden Robotereinsatz – oder besser: jeden Roboterstandort: „Ist der Roboter im Maschinenraum fest installiert, fehlt meist die Möglichkeit, die Peripherie effizient in den Prozess einzubeziehen.“ Die Fanuc-Roboter stehen also in allen Zellen neben oder vor der Maschine. Weit über 60 Roboter sind bei Geiger heute installiert. Und die Population wird weiter wachsen.

Das derzeitige Spektrum reicht vom LR Mate 200iB mit 3 kg Traglast bis hin zu großen R-2000iA mit 120 oder 160 kg Traglast. Weil die Roboter so eingeplant werden, dass sie in unterschiedlichen Prozessen einsetzbar sind, gibt es grundsätzlich nur 6-Achser. Nach einer Testphase zu Beginn der Robotereinsätze, gilt auch hier: Standardisierung.

Die über 150 Werkzeugmaschinen stammen in der Hauptsache von vier, fünf Herstellern. Mit Fanuc Robotics hat Geiger einen Lieferanten für die Automatisierung gefunden, dessen Roboter die technischen Kriterien erfüllen, den kompletten Bedarf abdecken und zudem äußerst zuverlässig sind.

Einen Fanuc-Roboter eine Maschine nur beschicken zu lassen, hieße für Brandt, mit einem Formel 1-Auto auf der Bundesstraße zu fahren: „Einen Roboter lediglich zum Be- und Entladen einer Maschine einzusetzen, bedeutet aus unserer Sicht, ihn nur zu 20 oder 30 Prozent zu nutzen. Der Roboter kann viel mehr.“

Da die Spanzeiten der meist komplexen Teile relativ lang sind, wird ein Roboter in der Hauptzeit vielfältig eingesetzt. Beschicken von Waschanlagen, lagerichtiges Ablegen für Folgeprozessschritte, vor allem aber mit Prüfaufgaben sind Roboter beschäftigt. Die Zerspanung selbst macht im Prozess vielleicht nur 50% aus.

Ansonsten wird mit vielfältigen Verfahren geprüft und – sofern notwendig – zur Nachverfolgung der Werkstücke gekennzeichnet. In Hochdruckwaschanlagen werden Teile mit einem Druck von bis zu 850 bar gereinigt. Und selbst damit lässt man es nicht gut sein. Mit Prüfautoamten wird selbst das Reinigungsergebnis überprüft.

Deshalb gilt es, bei der Auslegung einer Zelle immer so zu planen, dass sie flexibel genutzt werden kann. Nicht einzelne Arbeitsschritte werden unter dem Aspekt betrachtet, ob sich eine Automatisierung lohnt, sondern immer der gesamte Prozess, einschließlich vor- und nachgeschalteten Aufgaben. Brandt: „Es ist elementar wichtig, den gesamten Prozess zu bewerten. Damit kommen wir auf ganz andere, positive wirtschaftliche Ergebnisse.

Erfahrungen weitergeben

Was macht man mit derart viel Know-how? Am besten ein Geschäft, und so hat man bei Geiger die Systemintegration schon in den Geschäftsplan aufgenommen. Denn mit einem Problem hatte Geiger bei nahezu allen extern vergebenen Projekten zu kämpfen, wie sich Eckhard Brandt erinnert: „Aus meiner Erfahrung mussten wir immer noch einmal 10 bis 20% der Investitionssumme für ein Automatisierungsprojekt nachschießen, bis die Anlage wirklich so lief, wie wir uns das vorgestellt hatten.“ Dieser zusätzliche Aufwand sei immer im eigenen Haus erbracht worden. „Die Optimierung bis zur Serienreife wurde seit jeher von uns realisiert.“

So ist Geiger derzeit der beste Kunde seiner eigenen Systemabteilung. Derzeit wird eine komplexe Anlage mit einem Invest von 1,2 Mio. Euro aufgebaut. Zerspanende Bearbeitung, Materialfluss, Handling, Montage mit einem Fanuc-Roboter – vor allem aber eine 100% Oberflächen- und Merkmalsprüfung für hoch anspruchsvolle Bauteile werden die Arbeitsinhalte der Zelle sein. Eine externe Kundenanforderung steht nicht dahinter.

Natürlich wird auch diese Anlage einmal einen produktiven Output liefern müssen. Im Kern geht es aber darum, weitere Erfahrungen zu sammeln: „Das ist eines der Pilotprojekte, die wir intern starten, um ganz einfach unsere Lernkurve weiterzuschreiben“, versichert Brandt.

Übrigens: Die ersten beiden Roboter, genannt Elfriede und Alfred, gingen 1999 in Betrieb. Frauen haben eine hohe Lebenserwartung? Das gilt offenbar auch in der Automatisierung. Alfred ist bereits in Rente. Elfriede arbeitet noch.

Geiger Fertigungstechnologie GmbH auf der Automatica 2008: Halle B2, Stand 320

FANUC Robotics Deutschland GmbH auf der Automatica 2008: Halle B2, Stand 320