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Automatisierter Abbund – aber wie?

Vom Handabbund zur Automatisierung - Immer mehr Zimmereien stellen Ihren Betrieb auf den automatisierten Abbund um. Aber warum, was spricht für diese Umstellung? Und vor allem, welche Faktoren müssen beachtet werden, damit die Umstellung den Betrieben das gewünschte Ergebnis bringt?

  • WEINMANN Automatisierter Abbund

    Die "WEINMANN WBS140" im Betrieb: Die Anlage übernimmt in der Zimmerei praktisch alle Abbundaufgaben

  • WEINMANN Arbeitsvorbereitung, Abbundmaschine

    In der Arbeitsvorbereitung werden die Daten erstellt

  • WEINMANN Abbundmaschine

    Optimal integrierbar in die Produktionshalle durch kompakte Bauweise

  • WEINMANN Abbundmaschine Schwalbenschwanzverbindung

    Herstellung einer Schwalbenschwanz-Verbindung

Ein Artikel des Magazins "DER ZIMMERMANN", 5/ 2017.
Hier lesen Sie DER ZIMMERMANN online.
Redakteur: Tamara Brumm

 

Der Holzbau boomt, die Betriebe sind stark ausgelastet und diese Entwicklung scheint auch noch längere Zeit anzuhalten. Was vor allem eine positive Entwicklung ist, stellt die Betriebe aber vor die Herausforderung, die Kundenanfragen zu den gewünschten Bauzeiten zufriedenstellend zu erfüllen. Kurze Bauzeiten und hohe Qualitäten sind von den Bauherren gefordert und dies müssen die Betriebe gewährleisten, um die Kunden von sich zu überzeugen und wettbewerbsfähig zu bleiben.
Dazu kommt ein Thema, das den Holzbau schon seit längerer Zeit beschäftigt – der Fachkräftemangel. Es gibt zu wenig qualifizierte Arbeitskräfte, was es immer schwerer macht die passenden Mitarbeiter zu finden.

Die Automatisierung in den Betrieb einbinden

Der automatisierte Abbund bietet den Betrieben hier zahlreiche Möglichkeiten, um nicht nur die geforderte Kapazität zu erfüllen, sondern das auch in einer hohen Qualität, zu marktfähigen Preisen und in der gewünschten Zeit.
Bei der Umstellung auf die Automatisierung ist es wichtig, bereits im Vorfeld einige Faktoren zu beachten, um die Investition erfolgreich in den Betrieb zu implementieren. Eine große Rolle spielt der Platz, denn meist sind die Hallen schon fertig gebaut, das heißt die Maschine muss leicht integrierbar sein und darf nicht zu viel Platz in Anspruch nehmen. Wenn die Planung den Neubau einer Halle beinhaltet, ist es wichtig dies mit den Maschinenherstellern vor dem Bau abzustimmen, da diese den Planungsprozess mit wichtigen Hinweisen zu den optimalen Arbeitsprozessen im Zusammenhang mit der Automatisierung unterstützen. So hat beispielsweise die Logistik erheblichen Einfluss auf die Positionierung der Tore oder Hallenkräne.
Weiter ist darauf zu achten, welche Bearbeitungsdimensionen benötigt werden. Hier muss abgewogen werden, welche Dimensionen den Großteil einnehmen. Reicht beispielsweise für 90 % aller Bauteile eine Abbundmaschine für kleinere Querschnitte, aber die restlichen 10 % benötigen einen größeren Querschnitt, bedeutet das nicht zwingend, dass eine Maschine für große Querschnitte die richtige ist. Die Maschine muss sich letztendlich für den Betrieb ja auch lohnen, weshalb genau abzuwägen ist, wie das Verhältnis von entsprechend höherer Investitionssumme zum Mehrwert ist. Durch die Vorbereitung der Maschinen auf die Maximalquerschnitte erhöhen sich bspw. die Fahrwege, was zu höherem Verschleiß und längeren Taktzeiten führt. Letztlich gibt es für die Herstellung größerer Querschnitte die Möglichkeit des Zukaufs, was sich bei geringem Anteil großer Dimensionen dann auch mehr rechnet. Einfache Bauteile wie beispielsweise Pfetten in größeren Querschnitten lassen sich manuell bearbeiten.
Da gerade das Zimmererhandwerk sehr traditionell geprägt ist, herrscht häufig die Meinung, dass durch die Automatisierung dieses Handwerk und die damit verbundene Tradition verloren gehen. Allerdings ist genau das Gegenteil der Fall. Die Anlagen bieten durch die Ausstattung mit Werkzeugwechsler und dynamischer 5-Achs-Technik eine so große Vielzahl an Bearbeitungsmöglichkeiten, die von Hand schon gar nicht mehr gefertigt werden, da sie zu aufwendig und damit zu teuer sind. Der automatisierte Abbund ermöglicht so selbst für den täglichen Einsatz Bearbeitungen, die auf herkömmlichem Wege nicht wirtschaftlich herzustellen wären.
Durch die Abbundanlagen wird der Arbeitsplatz des Zimmermannes wesentlich ergonomischer und innovativer und damit attraktiver für Ausbildung und Beruf. Gerade im Hinblick auf die wenig vorhandenen qualifizierten Arbeitskräfte ein deutliches Plus, um gutes Personal für sich zu gewinnen.

Veränderungen in den Arbeitsprozessen

Natürlich kommt es innerhalb des Betriebes auch zu Veränderungen im Arbeitsprozess. Die Daten mit denen die Maschine arbeitet, werden im CAD erstellt und via Schnittstelle auf die Maschine übertragen. Bereits in kleinsten Zimmereien kommt schon heute für die Planung ein CAD-System zum Einsatz, womit bereits die Grundlage für den automatischen Abbund geschaffen ist.
Der Detaillierungsgrad der CAD-Planung steigt in aller Regel mit der Automatisierung etwas an. Die benötigte Kapazität verschiebt sich also etwas, da mehr Kapazität in der Arbeitsvorbereitung und weniger in der Halle benötigt wird. Aber gerade vor dem Hintergrund, dass viele jungen Menschen mit dem PC aufwachsen und auch sehr gerne damit arbeiten, ist es für die Betriebe meist einfacher Personal für die Arbeitsvorbereitung zu finden als für die Halle oder auch die Baustelle. Hinzu kommen mit dem höheren Vorfertigungsgrad eine höhere Qualität und geringere Montagezeiten auf der Baustelle.
Die Daten werden direkt vom CAD an die Maschine übertragen und von dieser bearbeitet. Beim automatisierten Abbund ist die Fehlerquote deutlich geringer, da das manuelle Ausmessen und Übertragen der Pläne auf das Bauteil entfällt.
Im ersten Schritt werden die Daten in den CAD-Programmen erstellt. Hierbei können die branchenüblichen CAD-Programme verwendet werden. Die dort erstellten WUP- oder BTL-Daten werden auf die Maschine übertragen, in 3D angezeigt und alle Bearbeitungen vollautomatisch hergestellt, wie beispielsweise ein Schwalbenschwanz auf dem Schifterschnitt oder geneigte Bohrungen. Auf Basis dieser Daten kann bereits in der Arbeitsvorbereitung der Produktionsablauf geplant und der zu berechnende Aufwand kalkuliert werden. Sollten kurzfristige Änderungen notwendig sein, können diese direkt an der Maschine durchgeführt werden, damit es zu keinen Verzögerungen im Produktionsablauf kommt.

Lösungen für die jeweiligen Anforderungen

Natürlich unterscheiden sich die Anforderungen der Zimmereibetriebe an die Abbundtechnologie. Daher gibt es verschiedene Ausbaustufen der Abbundmaschinen, die sich hauptsächlich in Hinblick auf Bearbeitungsgeschwindigkeit und –möglichkeiten unterscheiden. Wichtig ist es für den Betrieb, sich darüber klar zu werden, welche Kapazität benötigt wird und welche Produktanforderungen es gibt. Je nach Produktspektrum kann der Schwerpunkt auf einer hohen Abbundleistung liegen oder eben auf einer hohen Flexibilität, was Anzahl und Art der möglichen Bearbeitungen betrifft.
Um den Betrieben die jeweils passende Lösung zu bieten, sind die Maschinen so entwickelt, dass es für die jeweilige Anforderung auch die passende Maschine gibt. Dies sei beispielsweise an den Abbundmaschinen der WB-Baureihe von WEINMANN gezeigt.
Die WBS 120 ist als Zuschnittsäge mit einer einfachen Fräseinheit ausgestattet und für einfache Abbundarbeiten und den Wandzuschnitt geeignet. Einfache Bearbeitungen wie Kerven, Blätter und Zapfenverbindungen können ebenfalls hergestellt werden.
Mit der WBS 140 sind eine Vielzahl an 5-Achs-Bearbeitungen im Abbund sowie im Zuschnitt für den Holzrahmen- und Fachwerkbau möglich. So ist diese Ausführung gerade für kleinere und mittelständische Betriebe passend, die eine hohe Bearbeitungsflexibilität bei moderater Abbundleistung benötigen.
Das Modell WBZ 160 ist vor allem für Betriebe geeignet, die sowohl eine hohe Bearbeitungsflexibilität als auch eine hohe Abbundleistung benötigen. Eine fast uneingeschränkte Bauteilbearbeitung ist hier möglich.
Für noch höhere Leistungen und ein vereinfachtes Bauteilhandling gibt es die WBZ 160 powerSIX. Diese Maschine ist mit einem Unterfluraggregat ausgestattet, mit welchem alle 6 Bauteilseiten in einem Durchlauf bearbeitet werden, ohne dass das Bauteil gewendet werden muss.
Um die Maschinentechnik gewinnbringend einzusetzen und alle Möglichkeiten auszuschöpfen, erhalten die Mitarbeiter, die später die Maschine bedienen werden, nicht nur vorab eine Schulung im Werk sondern nach der Installation eine Produktionsbegleitung direkt vor Ort. Und auch für spätere Fragen ist der Support jederzeit verfügbar.

Mehrwert in der Praxis

Die Sorge, wie die Abbundmaschine voll ausgelastet werden kann, um eine Kostendeckung zu erreichen, beschäftigt viele Betriebe bei der Überlegung den Abbund zu automatisieren. Gerade auch im Rückblick auf die eher schlechteren Jahre des Holzbaus. Hier können die Maschinenhersteller die Betriebe beruhigen. Denn nach Berechnungen und Kundenerfahrungen reicht beispielsweise bei einer WEINMANN WBS 140 bereits eine Auslastung an 3 Tagen pro Monat um eine Kostendeckung zu erreichen. Eine Finanzierung auf 6 Jahre, sowie Lohnkosten für einen Maschinenbediener und einen Maschinenplatz vorausgesetzt. Und dabei wird zusätzlich beim Fremdabbund gespart und an Flexibilität und Präzision gewonnen. Ueli Köfler, Geschäftsführer von Köfler Holzbau äußert sich zu seiner Investition in die WBS 140 folgendermaßen: „Die Qualität der Bauteile hat sich erhöht, während sich die Bearbeitungszeiten verkürzen und die Produktionskosten sinken.“
Viele Betriebe schätzen den Mehrwert, den die Automatisierung im Hinblick auf Flexibilität und Präzision bringt, so hoch ein, dass der Blick auf die Vollauslastung der Maschine nur zweitrangig ist.

Kienle Holz- & Ausbau steigt in die Automatisierung ein

Kienle Holz- & Ausbau ist eine Zimmerei die sich angesichts der guten Marktlage und mit dem Wunsch, seinen Betrieb zukunftsfähig aufzustellen, dazu entschied, in die automatisierte Fertigung einzusteigen.
Zu Beginn hat Kienle seine Häuser in einer kleinen Werkstatt gefertigt, was auch gut funktioniert hat. Aber mit der steigenden Nachfrage wurde der Platz zu klein und auch die Zulieferung und der Abtransport wurden zu problematisch. Christian Kienle sah die Zukunft seines Unternehmens schon damals im schlüsselfertigen Holzhausbau. Deshalb zog er 2015 mit seinem Betrieb in ein Gewerbegebiet um, und investierte in eine neue, selbst gebaute Halle sowie einen Selbstbautisch und eine WEINMANN WBS 140. „Wir haben uns für die WBS 140 entschieden, weil sie sehr kompakt ist und keine besonderen Fundamente oder eine Unterkellerung für den Materialabtransport benötigt. Für uns von Vorteil, weil wir sehr schnell gewachsen waren und noch nicht endgültig wissen, wie unser Hallenlayout am Ende aussehen wird. Das ist mit dieser Maschine kein Problem, weil wir ihren Standort jederzeit ändern können.“
Für Kienle war die Anschaffung ein mutiger Schritt. Aber aufgrund der sehr guten Auftragslage sieht er die Investition gelassen, zumal er nicht nur die Rentabilität im Auge hatte. Ihm ist es wichtig, den Betrieb nach vorne zu bringen und das Know-how in der Firma zu konzentrieren statt auszulagern.  „Für unseren Kunden können wir mehr Qualität und Individualität herausholen, wenn wir den kompletten Prozess in der Hand behalten und optimieren“.

 

Quelle Bildmaterial:
WEINMANN Holzbausystemtechnik GmbH (Bild 3), Dr. Joachim Mohr (Bild 1, Bild 4), Köfler Holzbau (Bild 2)

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