Experts in Man & Machine

Die automatisierte Manufaktur

Roboter bei der Bearbeitung hochwertiger Porzellanartikel

Zusammenfassung
Zugegeben – es steckt noch immer viel Handarbeit in der Porzellanherstellung. Aber: Roboter tragen heute beim renommierten Hersteller Rosenthal entscheidend zur Realisierung hochwertiger Produkte in exzellenter Qualität bei. Zudem gewährleisten automatisierte Produktionsanlagen die wirtschaftliche Fertigung am Standort Deutschland.

Mit rund 800 Beschäftigten produziert das 1879 gegründete Unternehmen Rosenthal an den beiden Produktionsstandorten in Selb und Speichersdorf rund 13 Millionen Artikel jährlich, darunter Porzellan für den gedeckten Tisch und das gehobene Interieur, Geschenkartikel, Lampen, Vasen, Kunstobjekte und dergleichen mehr. Von der erlesenen Qualität der Produkte künden weit mehr als 500 Designpreise.

Aber Qualität alleine reicht in einem hart umkämpften Markt nicht aus, um dauerhaft wettbewerbsfähig zu bleiben, wie Gerhard Limmer, Director Manufacturing & Purchasing bei der Rosenthal GmbH betont: „Natürlich stehen in erster Linie Design und Qualität der Produkte für unseren weltweiten Erfolg. Aber ohne die typischen Tugenden Liefertreue, Zuverlässigkeit, Schnelligkeit, Wirtschaftlichkeit und Flexibilität geht es auch bei uns nicht. Deshalb nutzen wir schon sehr lange die Möglichkeiten der Robotik und haben uns kürzlich zur Investition in neue, hocheffiziente Produktionsanlagen mit weitaus leistungsfähigeren Sechsachsern von Stäubli entschlossen.“ Die neuen Roboter kommen bei den zwei völlig unterschiedlichen Produktionsverfahren Hochdruckgießen und Trockenpressen zum Einsatz.

Vollautomatisierte Handhabung nach dem Hochdruckgiessen

Bei diesem Gießverfahren zur Herstellung von eckigen und ovalen Platten wird der flüssige Porzellanschlicker in eine zweigeteilte, poröse Kunststoffform gepumpt und unter Druck gesetzt. Durch die offenen Porenkanäle kann das Wasser entweichen, während die Porzellanmasse in der Form zurückbleibt. Die Entnahme des Artikels aus der geöffneten Form sowie weitere Nachbearbeitungsschritte fallen heute in den Aufgabenbereich eines Roboters.

Bei den beiden neuen Hochdruckgussanlagen verfolgte man das Ziel, möglichst viele Arbeitsinhalte vom Roboter ausführen zu lassen. Die beste Voraussetzung dafür bot die Wahl eines möglichst vielseitig einsetzbaren Roboters mit großer Reichweite, hoher Tragkraft sowie der nötigen Präzision. Mit dem Stäubli RX160 war der geeignete Sechsachser schnell gefunden.

Das Arbeitsspektrum des RX160 umfasst die Entnahme des Bauteils aus dem Werkzeug, das Entfernen des Angusses, das Infrarot-Trocknen, das Verschwammen sowie die Rückführung des Artikels in den weiteren Produktionsprozess. Um das gesamte Arbeitsspektrum ausführen zu können, sind die zwei baugleichen Zellen mit einem automatischen Werkzeugwechselsystem ausgestattet, an dem sich der Roboter den gerade benötigten Greifer selbst abholen kann.

In den Druckgießzellen punkten die großen RX160 mit ihrer Reichweite von 1.710 mm, die es ihnen erlaubt, alle Stationen problemlos anzufahren. „Zudem kommt es beim Einsatz an diesen Linien auf die Faktoren Präzision, Zuverlässigkeit und Geschwindigkeit an. Auch in diesen Punkten erfüllen die Roboter unsere Erwartungen mit Bravour“, so Rosenthal Automatisierungstechniker Manuel Weiß.

Produktivität beim Trockenpressen gesteigert

Eine weitere Rosenthal-Produktionslinie belegt, welches Potenzial die Automatisierung mit modernen Robotern beim isostatischen Trockenpressen bietet. Dieses Verfahren dient der Herstellung von Tellern. Zur Anwendung kommt ein Porzellangranulat, das in einem Werkzeug unter hohem Druck von circa 280 bar sehr gleichmäßig verdichtet wird. Das Pressen ist ein besonders rationelles Verfahren. Es bietet neben einer Reihe von Vorteilen auch Qualitätsverbesserungen: Die Teller und Platten sind sehr homogen und gleichmäßig.

In der Trockenpress-Anlage kommen drei baugleiche Stäubli TX90 Sechsachser zum Einsatz. Für die Wahl dieser Modelle sprachen deren hohe Performance und Präzision, aber auch die geschlossene Bauform mit hoher Resistenz gegen Staub und Schleifpartikel. Alle drei Roboter übernehmen ein identisches Aufgabenspektrum.

Im ersten Schritt holt ein Roboter mit seinem Vakuumgreifer einen unbearbeiteten Teller von einem Rundtisch ab und fährt damit zu einer Schleifstation. Hier führt der TX90 den Teller präzise am Schleifband entlang, bis der Pressgrat komplett entfernt ist. Danach steht das zweifache Verschwammen der Außenkontur sowie des Bords auf dem Programm. Hierbei muss der Stäubli Roboter den Teller mit exakt definierter Kraft an den rotierenden Schwämmen entlang bewegen. Dieser Prozess ist für das Erscheinungsbild des fertigen Porzellanprodukts von entscheidender Bedeutung, weshalb der hervorragenden Bahntreue der Roboter eine besondere Bedeutung zukommt.

Nach diesem Arbeitsschritt schleust der Roboter den bearbeiteten Teller über den Rundtisch wieder in den weiteren Produktionsablauf ein, bei dem als nächstes der erste Brand bei Temperaturen von maximal 950 Grad Celsius erfolgt. Anschließend steht das Glasieren des Artikels an, ehe dieser abschließend den mehrstündigen Glattbrand bei maximal 1.400 Grad durchläuft.

Präzise Stäubli Sechsachser TX90 sichern beim Trockenpressen perfekte Qualität der Teller durch sorgfältiges Verschwammen.

Roboter sorgen für ein Höchstmass an Flexibilität

„Derzeit sind auf der Trockenpress-Linie rund 400 verschiedene Produktvarianten hinterlegt. Bei stark schwankenden Losgrößen können Produktwechsel mehrmals täglich anstehen. Hier macht sich die enorme Flexibilität der Roboter bezahlt, bei denen wir im ungünstigen Fall die Vakuumgreifer wechseln müssen. Viele Produktvarianten lassen sich aber mit ein und demselben Greifer handhaben“, betont Weiß. Beim Einlernen neuer Varianten hingegen profitiert man bei Rosenthal vom einfachen Teachen der Roboter sowie von den Möglichkeiten der Offline-Programmierung.

Insgesamt verlassen je nach Produktvariante zwischen 500 und 1.000 Teile die Trockenpress-Linie pro Schicht. Der Einsatz moderner, leistungsfähiger Robotik hat bei Rosenthal die Gegebenheiten in der Produktion auf den Kopf gestellt. Waren in der Vergangenheit die Roboter der limitierende Faktor hinsichtlich des Outputs, sind es heute die Pressen. Das hat immense Auswirkungen auf die Produktivität, die dank state-of-the-art-Automation um bis zu 20 Prozent höher liegt.

Doch die Steigerung der Wirtschaftlichkeit war nicht der einzige Aspekt für die getätigten Investitionen, wie Gerhard Limmer betont:

 

Mit den überlegenen Stäubli Robotern und ihrem exzellenten Bahnverhalten können wir heute deutlich anspruchsvollere Porzellanprodukte mit komplexeren Formen automatisiert bearbeiten. Eben diese Passion für Perfektion und die Realisierung immer neuer Qualitäts- und Designmaßstäbe werden auch in Zukunft den Wettbewerbsvorsprung unseres Unternehmens sowie die Produktionsstandorte in Deutschland sichern.

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