„In der Bauindustrie werden Automatisierungslösungen die klassische Bearbeitungsbrücke zunehmend ergänzen“, sagt Christopher Köster, Vertriebsmitarbeiter bei Paul Köster GmbH.
Gemeinsam konzipieren und realisieren die Unternehmen Beth Sondermaschinen sowie Paul Köster automatisierte Anlagen, die Hauselemente zusammenfügen. Fertighäuser aus Holz, individualisiert bis auf das letzte Fenster – das ist das Erfolgsrezept des Fertighausspezialisten FingerHaus. Der Einsatz hochflexibler Systeme ermöglicht angehenden Hausbesitzern viel Entscheidungsfreiheit hinsichtlich der Platzierung von Fenster- und Türelementen. Geplant werden diese indivduellen Bauelemente auf der Basis von CAD-Modellen.
Steuerung, Vision-System und Roboter im perfekten Zusammenspiel
Diesen hohen Individualisierungsgrad ermöglicht unter anderem eine komplexe, automatisierte Beplankungsanlage, die von Beth Sondermaschinen und Paul Köster gemeinsam realisiert wurde. Darin werden Wände nach Kundenmaß gefertigt. In dieser Anlage sind unterschiedliche Akteure wie Roboter, Kamerasysteme und eine Steuerungssoftware integriert und für einen reibungslosen Prozessfluss perfekt aufeinander abgestimmt. Für Pick-&-Place-Aufgaben kommen bei FingerHaus zwei Beplankungszellen mit einem Industrieroboter ABB IRB 6700 zum Einsatz. Der Roboter lässt sich über eine zentrale Zellensteuerung via Touchpanel steuern.
Den Roboterzellen ist eine teilautomatisierte Riegelwerkstation vorgeschaltet, in der die zu beplankenden Wandteile robotergestützt montiert werden. In der ersten Beplankungszelle positioniert der Roboter die Planken auf das Riegelwerk und klammert diese nach einem Greiferwechsel fest. Anschließend fahren Wand und Roboter zur zweiten Beplankungszelle, wo derselbe Roboter nach einem weiteren Greiferwechsel die Gipskartonbauplatten auf die Holzrahmen der Wände auflegt und ebenfalls befestigt. Danach werden die Wände zur weiteren Bearbeitung wegbefördert.
Das „Gehirn“ der komplexen Automatisierungslösung ist eine zentrale Steuerungssoftware mit Datenschnittstellen für die unterschiedlichen Prozessschritte. Diese Software ist unter anderem an das hochmoderne Vision-System, die „Augen“ des Roboters, gekoppelt. Das Vision-System dient dazu, die Position der einzelnen Wandplatten zu erkennen. Aus der eigens von Beth entwickelten Steuerungssoftware erhalten die ABB-Roboter die Information, wie sie die unterschiedlichen Elemente „anzupacken“ haben. Die Auslegung der Roboterzellen erfolgte mithilfe der ABB-Software RobotStudio. Damit konnten anhand eines digitalen Zwillings der Zelle die Bewegungsabläufe im Vorfeld simuliert und die Schnittstellen validiert werden, bevor sie in die Praxis umgesetzt wurden. „Für die Komponentenfertigung in der Fertighausbranche ist diese Applikation das, was man unter einer zukunftsorientierten Automatisierungslösung versteht“, fasst Marc Fischer, Projektbetreuer bei FingerHaus, zusammen.
Präzise Automatisierung für nachhaltigen Hausbau
Neben der hohen Präzision, Effizienz und Varianz adressiert die Automatisierungslösung ein weiteres wichtiges Ziel von FingerHaus: die Nachhaltigkeit. Dazu zählt ein nachhaltiger Arbeitgeber zu sein: Durch die körperliche Entlastung der Mitarbeitenden erzielt FingerHaus eine bessere Mitarbeiterbindung. Darüber hinaus hilft die Automatisierung dabei, effizienter mit Ressourcen umzugehen und somit Material nachhaltiger einzusetzen. „Zum Zeitpunkt unserer Entscheidung für die Automatisierung hat man in der Branche üblicherweise noch mit Nagelbrücken gearbeitet. Im Prozess wurden die Platten noch händisch aufgelegt“, erinnert sich Marc Fischer, „im Nachgang wurden dann Fenster und Türen ausgeschnitten.“ Aufgrund der großen Menge an Abfallmaterial, die bei dieser Vorgehensweise anfällt, habe man sich bei FingerHaus dagegen entschieden und stattdessen Wert daraufgelegt, die Materialausnutzung zu maximieren. Auch die Problematik des Abfallhandlings – inklusive des damit verbundenen Per-sonal-, Platz- und Energieaufwands – wird somit umgangen. „Im Modell können wir jedes Teil digital so im Schnittplan platzieren, dass wir nahezu keinen Verschnitt bei den Plattenwerkstoffen haben“, so Marc Fischer weiter. Die Zuschnitte werden dann der Beplankungszelle bedarfsgerecht zugeführt. Inzwischen wurde die Beplankungsanlage bei FingerHaus um eine Schnittstelle zum CAD-System erweitert, das den Materialeinsatz für Befestigungsmittel bedarfsgerecht berechnet – für maximale Stabilität und Materialeffizienz.
