Die Kunden der Firma HASE Kaminofenbau GmbH legen auch besonderen Wert auf das Äußere – schließlich sollen die Kaminöfen nicht nur warm, sondern auch eine gute Figur im häuslichen Ambiente machen. Dementsprechend fokussiert der Kaminofenhersteller mit Sitz in Trier den makellosen Schliff der Stahl-Komponenten. Unterstützung erhält HASE hierbei von der SHL AG aus dem schwäbischen Böttingen. Gemeinsam mit den Projektpartnern 3M und FerRobotics haben die Spezialisten eine robotergestützte Schleifanlage entwickelt, die die hohen Erwartungen des Ofenbauers an Oberflächenqualität und Prozesssicherheit in vollem Umfang erfüllt.
Böttingen, 01.03.2021 – Begonnen hat alles vor etwas mehr als 40 Jahren. Pionier der HASE Kaminöfen ist der Architekt Walter Blasius. Mitte der 1970er Jahre hat er für sein Wohnhaus den ersten HASE gebaut, weil er keinen Kaminofen gefunden hat, der seinen Vorstellungen entsprach. Dieser kam bei Familie und Freunden so gut an, dass er die HASE Kaminofenbau gründete. Weitere Modelle folgten. „Wir haben uns Zug um Zug entwickelt und setzen heute auf hochqualitative Öfen mit ansprechendem Design“, skizziert Elmar Willems Produktionsentwickler bei HASE. Das in zweiter Generation familiengeführte Unternehmen investiert viel in moderne Technik und verbessert die Produktionsabläufe kontinuierlich. Je nach saisonaler Auslastung arbeiten bis zu 180 Mitarbeiter, darunter sind 20 Auszubildende. „Wir rekrutieren unser Personal gerne aus den eigenen Reihen und wirken so dem Fachkräftemangel entgegen“, sagt Elmar Willems.
Besonders stolz sind die Trierer auf die hohe Fertigungstiefe in den fünf Hallen. HASE besitzt eine eigene Keramikproduktion und stellt die Feuerraumauskleidung im Hause her. Eine große Entwicklungsabteilung forscht nach effizienten Produkten. Pro Jahr werden zwei neue Modelle entworfen und ältere aus dem Programm genommen. 25 verschiedene Varianten führt HASE ständig im Portfolio, pro Jahr entstehen zwischen 12.000 und 14.000 Kaminöfen. Hauptmärkte sind Deutschland, Frankreich und die Schweiz, exportiert wird aber auch weltweit. Der Vertrieb erfolgt ausschließlich über den Fachhandel.
Hohe Ansprüche an die Schleiftechnik
Eine besonders wichtige Rolle spielt die Schleiftechnik. „Wir haben einen sehr hohen Anspruch an die Oberflächenqualität und das Design. Kanten müssen beispielsweise perfekt verrundet sein“, beschreibt Elmar Willems. HASE verwendet als Beschichtung einen Hochtemperaturlack, der in 25 Mikrometer Stärke aufgetragen wird. Diese muss Temperaturen bis zu 600 Grad Celsius aushalten, ohne sich zu verfärben. „Auf dieser anorganischen Beschichtung ist der kleinste Fehler sichtbar, deswegen muss der Schliff perfekt sein“, sagt Willems. Bislang geschah dies manuell – dabei hatte HASE mit einem immer drängenderen Problem zu tun. „Wir finden kein Personal, das bereit ist, acht Stunden am Tag zu schleifen. Diese Arbeit ist ebenso anspruchsvoll wie aufwendig“, weiß Willems. Also schauten sich die Ofenhersteller in der Welt der automatisierten Schleiftechnik nach einer möglichen Alternative um.
Einen ersten Ansatzpunkt entdeckten die Experten auf einer Fachmesse. Dort war unter anderem Equipment von FerRobotics ausgestellt. „Das könnte funktionieren“, dachte sich Elmar Willems und nahm schließlich Kontakt auf – mit klaren Zielvorstellungen. Es galt, zunächst eine Ofentür aus Stahl zu schleifen, in Top-Qualität und mit hundertprozentiger Prozesssicherheit. Thomas Magnussen, Head of Sales & Marketing, und Markus Merkel, Projektleiter, beide von SHL, haben diese Herausforderungen angenommen, nachdem sie von ihrem Partner kontaktiert wurden. „Wir haben hier Möglichkeiten gesehen“, fasst Magnussen zusammen. Kurze Zeit später waren die SHL-Mitarbeiter zur Bestandsaufnahme vor Ort und analysierten die Prozesse. „Ich konnte mir zunächst nicht vorstellen, dass ein Roboter diese Aufgabe schaffen kann“, sagt Elmar Willems schmunzelnd. Doch kurze Zeit später war eine Anlage im Entwicklungszentrum in Böttingen aufgebaut, und die Testergebnisse an Original-Bauteilen haben die Ofenbauer aus Trier auf ganzer Linie überzeugt.
Feinfühliger Kontaktflansch
Bei diesem Projekt standen der SHL zwei erfahrene Partner zur Seite: der Schleifmittelhersteller 3M und die FerRobotics Compliant Robot Technology GmbH. Letztere ist ein Start-up aus dem oberösterreichischen Linz. „Unser erstes Produkt war ein Roboter, der ähnlich wie eine menschliche Hand arbeitet. Seit 2010 sind wir mit einem aktiven Kontaktflansch auf dem Markt, der auf jeden handelsüblichen Roboter passt. In den vergangenen Jahren haben wir zusätzliche Komplettlösungen entwickelt wie beispielsweise den Active Orbital Kit, der auch bei HASE zum Einsatz kommt. Dieser aktive Schleifkopf gleicht Toleranzen aus und arbeitet immer mit der richtigen Kontaktkraft auf der Oberfläche“, beschreibt Key Account Manager Harald Gschnaidtner. Die Kontakte mit SHL bestehen bereits seit Jahren, und die Automatisierungsspezialisten haben mit den industriellen Schleifwerkzeugen von FerRobotics gute Erfahrungen gesammelt. „Hier wurden Synergien erfolgreich umgesetzt. Um eine perfekte Oberfläche zu schaffen, müssen Toleranzen im Millimeter-Bereich ausgeglichen werden. Dafür ist ein funktionierender Regelkreis erforderlich, und die Active Compliant Technology ACT von FerRobotics erledigt das problemlos“, fasst Thomas Magnussen zusammen.
Dritter Partner an Bord ist die 3M Deutschland GmbH. Der Schleifmittelhersteller arbeitet seit 2018 intensiv mit SHL zusammen und betreibt selbst eine Roboterzelle des Schleifspezialisten im Schulungszentrum am Standort Neuss. „Wir stehen mit Rat und Tat zur Seite, was die Oberflächengestaltung angeht“, sagt Thomas Hillebrandt, Business Development Specialist bei 3M. In der Anlage in Trier kommen Hochleistungsschleifbänder vom Typ Cubitron II zum Einsatz. Bestückt sind diese mit keramischen Schleifkörnern in definierter geometrischer Form. Die Spitzen der Dreiecke brechen beim Prozess und es entstehen neue, scharfe Geometrien entlang der vorgegebenen Spankanten. Die Oberfläche des Materials wird durch diese Spitzen sauber bearbeitet. Dies sorgt für einen schnellen, kühlen Schliff und eine verlängerte Standzeit des Schleifmittels.
Anlage funktioniert reibungslos
Die Schleiflösung von SHL und seinen Partnern hat die Erwartungen bei HASE in vollem Umfang erfüllt und funktioniert reibungslos. Die geschweißten Ofentüren werden an die Anlage geliefert. Ein Mitarbeiter legt die Bauteile ein und schließt die Sicherheitstür. Der Roboterarm greift das Bauteil und führt es an die SHL-Doppelfreiband- und Kontaktrollen-Schleifmaschine vom Typ DKS. „Dort wird zunächst die Grundbearbeitung erledigt. Im anschließenden Exzenterschliff werden die Strukturen gebrochen, um ein homogenes Schliffbild zu erhalten“, beschreibt Projektleiter Markus Merkel. Der Roboter bewegt die Tür daraufhin an die Einheit von FerRobotics, an der das Finish erfolgt. Danach wird sie definiert abgelegt.
Mit Inbetriebnahme der Automatisierungslösung haben sich die Prozesse deutlich verbessert, das Problem des manuellen Schleifens wurde aus der Welt geschafft. „Die Anlage läuft zu unserer vollsten Zufriedenheit, und wir erreichen die erforderliche Top-Oberfläche zuverlässig“, fasst Elmar Willems zusammen. Auch mit der Bearbeitungszeit ist er rundum zufrieden. Eine wichtige Rolle spielt für ihn darüber hinaus die Qualität der Zusammenarbeit. „Perfekte Oberflächen für unsere Komponenten automatisiert zu erhalten, ist nur mit einem hochqualifizierten Partner möglich“, sagt er, und spart nicht mit Lob: Die Kooperation mit SHL bezeichnet er als tadellos. „Ein Anruf genügt, und schon läuft es wieder rund.“
Eine erfolgreiche Symbiose war aus Sicht von SHL auch die Kooperation mit den Projektpartnern 3M und FerRobotics. Markus Merkel: „Es war ein ständiges Geben und Nehmen, und wir haben stets konstruktiv an Lösungen gearbeitet. Die Rädchen haben erfolgreich ineinandergegriffen.“ Die Entscheidung für die SHL-Anlage war für Hase ein erster Schritt, Schleifprozesse zu automatisieren. Elmar Willems denkt bereits weiter. Derzeit werden im Unternehmen Vorrichtungen gebaut und Programme geschrieben – mit einem klaren Ziel: „Wir möchten künftig alle Außenverkleidungen auf dieser Anlage bearbeiten.“