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Roboter im Holzbau

Vision ist heute schon Realität – Roboter im Holzbau. Bis zu 6 Takte pro Minute erreicht der Roboter bei der Riegelwerkserstellung.

Ein Artikel der WEINMANN Kundenzeitschrift performance, Ausgabe 17/2018.
Hier lesen Sie die Kundenzeitschrift performance online.

 

Vision ist heute schon Realität - Roboter im Holzbau
Noch vor einigen Jahren wurde der Einsatz von Robotern im Holzbau noch als weite Zukunftsvision gesehen. Doch schon in 2017 hat WEINMANN zwei Fertigungslinien mit integrierten Robotern projektiert und ausgeliefert. Aber was macht diese Technologie so interessant und welche Chancen bietet sie für die Zukunft? Und vor allem, in welchen Bereichen kann sie produktiv eingesetzt werden?

Grundsätzlich sind Roboter sehr vielseitig einsetzbar. Bereits 2016 waren weltweit knapp 2 Millionen Roboter in den verschiedensten Branchen zu finden. Ein wesentliches Merkmal der Roboter ist die sehr hohe Verfügbarkeit mit bis zu 99,9 %. Diese kommt vor allem durch den Einsatz von tausendfach bewährten, standardisierten Komponenten zustande, welche die Ausfallzeiten minimieren und die Wertschöpfung steigern. Zudem sind Roboter durch die qualitativ hochwertig, geschlossene Kinematik extrem wartungsarm, nur alle 10.000 Betriebsstunden sind Wartungen notwendig. Geschlossene Führungen und Getriebe, die unanfällig gegen Schmutz und Staub sind, sorgen für ein geräusch- und schmutzarmes Arbeitsumfeld. Der geringe Geräusch-pegel mit weniger als 75 dB ermöglicht eine leise Fertigung. Die hohe Lebensdauer und der hohe Nutzungsgrad führen zu geringen Instandhaltungs- und Ersatzteilkosten.

Roboter bei der Riegelwerkserstellung

Im Bereich Möbelindustrie setzt HOMAG bereits Roboter entlang der kompletten Prozesskette ein. Von der Plattenherstellung bis zur Oberfläche, Zuschnitt, Bohren und Fräsen über Formatieren und Kanten bis zum Montieren und abschließenden Einlegen und Verpacken sind Roboter in den Fertigungsprozess integriert. Die erste Anwendung im Holzbau finden Roboter im Bereich der Riegelwerkserstellung. Hier werden sie für das Einlegen der Gurte und Stiele eingesetzt. Der Roboter kann sowohl auf Standardstiele, als auch auf Sonderstiele sowie Ober- und Untergurte mit einer Länge von 780 mm bis 3.500 mm zugreifen. Dabei sind Querschnitte von 40 x 100 mm bis 160 x 250 mm möglich. Längere Ober- und Untergurte werden direkt aus der Abbundanlage eingefördert. Das maximale Teilegewicht welches der Roboter aufnehmen kann beträgt 75 kg. Der 6-Achs Roboter hat einen Arbeitsradius von 3.500 mm. Die Ansteuerung des Roboters erfolgt über einen wup-Datensatz. Dabei werden die Abhol- und Ablegepositionen von WEINMANN berechnet. In diese Berechnung wird das Teilegewicht, ebenso wie Einbaulage und Einbauroutine miteinbezogen. Der Fahrweg vom Abholplatz zum Einlegeplatz wird über das Fahrprogramm der Robotersteuerung berechnet.

Hochflexibel und leistungsstark

Beim deutschen Fertighaushersteller Bien-Zenker ist der Roboter in die Riegelwerkstation integriert und greift auf die verschiedensten Stiele zu. So kann Bien-Zenker Elemente, egal ob Wandelemente mit Fenster und Türen oder Sonderelemente wie beispielsweise Giebel vollautomatisch fertigen. Die Hölzer werden von mehreren Bereitstellungsplätzen abgeholt, je nachdem ob es sich um bearbeitete oder unbearbeitete Stiele handelt. Für eine schnelle Aufnahme sind die Greifer mit Druckluft- oder Servomotoren ausgestattet. Das Ablegen erfolgt - je nach dem ob es sich um Gurte, Stiele oder beispielsweise Brüstungshölzer handelt - quer, längs oder diagonal. Für die unterschiedlichen Hölzer gibt es verschiedene Anfahrprogramme mit denen entweder direkt eingelegt werden kann oder drehend in unterschiedlichen Achsen. Bien-Zenker hat mit der hocheffizienten und flexiblen Fertigungsanlage eine wichtige Basis für die Zukunft geschaffen und produziert pro Jahr 800 Häuser. Mit dem Roboter können bei der Riegelwerkserstellung bis zu 6 Teile pro Minute eingebaut werden. Bei Bien-Zenker erreicht diese Technologie 3 Teile pro Minute aufgrund des komplexen Einlegebetriebs. Neben einer Erhöhung der Kapazität hat die Anlage zu einer Steigerung der Passgenauigkeit geführt und schwere körperliche Arbeiten deutlich reduziert. Zudem liegt ein wesentlicher Mehrwert in der erhöhten Flexibilität in Bezug auf die Fertigungsmöglichkeiten. René Honrath (Technischer Geschäftsbereichsleiter, Bien-Zenker): "Wir haben uns für den Roboter entschieden, weil wir erst einmal für die Mitarbeiter eine größere körperliche Entlastung haben wollten. Des Weiteren bietet der Roboter eine höhere Flexibilität als andere Systeme, da er auf zwei verschiedene Positionen zugreift und so sowohl bearbeitete als auch nicht bearbeitete Stiele vollautomatisch der Riegelwerkstation zuführt." 2018 entstand im schwedischen Piteå bei Lindbäcks die modernste und größte Hausfertigung Europas. Auf 42.000 m² fertigt Lindbäcks rund 3.500 Module pro Jahr. Auch in dieser Fertigung kommt ein Roboter zum Einsatz. Der Roboter ist ebenfalls für das Einlegen der Hölzer in das Riegelwerk zuständig und ist in die Riegelwerkstation integriert. Da Lindbäcks Module nach einem hohen Standardisierungsgrad fertigt, gibt es hier größtenteils klar definierte Standardstiele. Diese legt der Roboter vollautomatisch in das Riegelwerk ein und erreicht dabei höchste Geschwindigkeiten mit bis zu 6 Takten pro Minute.

Zukünftige Einsatzfelder von Robotern im Holzbau

Diese beiden Beispiele zeigen nur einen möglichen Einsatz von Robotern im Holzbau, welcher die Effektivität in der Produktion wesentlich erhöht. Schaut man sich die Prozesskette im Hausbau an, macht ein Roboter in den verschiedensten Anwendungen Sinn. Nach dem Zuschnitt und Abbund der Balken und Hölzer findet der Roboter bereits seinen ersten Einsatz wie oben beschrieben beim Erstellen des Riegelwerks. Nachdem die Beplankung und Platten vorbereitet sind, werden diese aufgelegt. Bei diesem Vorgang könnten auch Roboter eingesetzt werden, denn gerade bei Handling-Aufgaben führt dies zu einer deutlichen Entlastung der Mitarbeiter. Aber auch für Montagetätigkeiten wie dem Setzen von Elektrodosen oder dem Einsetzen von Elektro- oder Heizungssystemen ist der Roboter hervorragend geeignet. Ebenso findet die Robotertechnologie ihre Einsatzmöglichkeiten beim Aufbringen von Kleber oder auch Putz, bevor das Element anschließend kommissioniert und verladen wird. Jörg Groß, Leiter der Projektabteilung bei WEINMANN sieht ein großes Potential in diesem Bereich: "Wir sind erst am Anfang der Entwicklung und ähnlich der Automobilindustrie werden sich die Prozesse sehr schnell weiterentwickeln. Hier sind wir gefordert weiter zu denken und gemeinsam mit unseren Kunden sinnvolle Konzepte zu entwickeln und umzusetzen." Die Roboter-Technologie bietet eine Vielzahl an Möglichkeiten und wird den Holzbau sicherlich zukünftig maßgeblich beeinflussen.

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