Ein Hersteller von Kunststoffverarbeitungsmaschinen setzt in der Gestellteile-Fertigung ein Laserprojektionssystem ein. Dieses markiert die korrekte Position jeder Komponente und beschleunigt so die Schweißarbeiten erheblich. Zugleich sink die Fehlerquote.

“Das ist genau das, was wir brauchen!“ war die spontane Reaktion von Dietmar Lindemann, als ihn ein Kollege während einer Messe auf ein Laserprojektionssystem von Z-Laser aufmerksam machte. Der stellvertretende Leiter des Fertigungsteams für Groß- und Gestellteile in der Materiallogistik von Windmöller & Hölscher ist für die dortige Schweißabteilung verantwortlich, in der unter anderem Basisträger für die Anlagen des Unternehmens vorbereitet werden. Dort mussten die Mitarbeiter die benötigte Position für jedes anzubringende Teil einzeln ausmessen. Der Aufwand, um Hilfsmittel wie Abstandsschablonen oder Anrisslinien korrekt anzubringen, war laut Lindemann daher relativ hoch. „Bei der Vielzahl der unterschiedlichen Teile und Abmessungen war zudem bei der bisherigen Methode die Gefahr vorhanden, dass einzelne Elemente falsch eingemessen wurden, was die korrekte Funktion des kompletten Basisträgers gefährdete und zu einem hohen Aufwand bei der Nacharbeitung führte.“

Einfache Bedienung förderte Akzeptanz

Nach dem beschriebenen Messebesuch und einigen weiterführenden Besprechungen mit Z-Laser war für Lindemann die Entscheidung klar: Das Laserprojektionssystem LP-HFD2 des Freiburger Unternehmens erfüllte alle Anforderungen, um die Fehlerquote zu verringern und zugleich Zeit zu sparen. Kurz darauf wurde daher ein solches System an der Hallendecke in einer Höhe von 6 m über einem Arbeitsplatz installiert, auf dem bis zu 6 m lange Teile geschweißt werden können. Von dort deckt es die gesamte Länge des Arbeitsplatzes ab und projiziert nach der Einrichtung die Positionen aller erforderlichen Bauteile auf dem Grundträger. Bei der Fertigung von Rahmen beispielsweise kommt das System zum Positionieren der Anschläge zum Einsatz.
Die anfänglich vorhandene Skepsis seiner Kollegen am Schweißgerät war nach den ersten Tests schnell verflogen, erinnert sich Lindemann: „Vor allem die sehr einfache Bedienbarkeit des Systems beim Einrichten neuer Werkstücke überzeugte alle Beteiligten innerhalb kürzester Zeit.“

Kein Messen vor dem Schweißen

Am ersten Schritt bei der Fertigung eines neuen Teils ändert sich im Vergleich zu früher auch nach der Installation des Laserprojektionssystems nichts: Der Werker legt das Basiselement des nächsten zu bearbeitenden Werkstücks mithilfe eines Krans auf der Werkbank ab und sorgt über mechanische Anschläge für dessen korrekte Lage. Wo bisher anschließend jedoch mit hohem Zeitaufwand zahlreiche Messungen von Positionen und Abständen der anzuschweißenden Kleinteile nötig waren, kommt stattdessen nun das Laserprojektionssystem zum Einsatz: Per Mausklick wählt der Mitarbeiter den digitalen Arbeitsplan des entsprechenden Werkstücks aus einer Liste von dxf-Dateien aus, die die Arbeitsvorbereitung auf Basis der Konstruktionszeichnungen erstellt und auf das PC-System eingespielt hat. Innerhalb von Sekunden projiziert das Lasersystem dann grüne Laserlinien auf den Basisträger, die die Zielpositionen aller anzubringenden Elemente markieren.
Der Aufwand für das Kalibrieren des Laserprojektionssystems auf den Arbeitstisch hält sich dabei in Grenzen: Das muss nur dann erfolgen, wenn das System ausgeschaltet war. Doch auch wenn eine Kalibrierung nötig ist, kostet sie kaum Zeit: An jeder Ecke des Arbeitstisches befinden sich Bohrungen, in die je eine Kalibriermarke gesteckt wird, die das Lasersystem innerhalb von Sekunden erkennt und etwaige Abweichungen umgehend korrigiert.
„Für den Kollegen am Schweißgerät ist es im nächsten Arbeitsschritt sehr einfach, alle erforderlichen Bauelemente an den vom Laserprojektionssystem angezeigten Positionen anzuheften und die dabei geforderte Genauigkeit von 1 bis maximal 2 mm einzuhalten“, erklärt Lindemann den weiteren Ablauf. Auch beim nachfolgenden Komplettverschweißen der einzelnen Elemente unterstützt das System die Mitarbeiter, wie Lindemann erläutert: „Während des Anheftens kann es aufgrund der Wärmeeinbringung dazu kommen, dass sich Bauteile leicht verziehen und ihre Position dann nicht mehr korrekt ist. Man erkennt derartige Abweichungen jetzt sofort anhand der Laserlinien auf den einzelnen Elementen und kann die Schweißreihenfolge beim Fertigstellen der Verbindung entsprechend anpassen, um diesen Verzug wieder auszugleichen.“
Ist auf diese Weise eine Seite eines Werkstücks fertiggestellt, kann der Mitarbeiter anhand der angezeigten Laserlinien überprüfen, ob alle Elemente an den dafür vorgesehenen Positionen verschweißt sind, und anschließend die nächste Seite oder das nächste Werkstück in Angriff nehmen.
Das Laserprojektionssystem ist inzwischen rund eineinhalb Jahre im Einsatz und hat sich nach Ansicht von Dietmar Lindemann bereits amortisiert: „Vor allem relativ komplizierte Bauteile lassen sich mithilfe des Systems in kürzerer Zeit fertigstellen. Viel entscheidender als die Zeitersparnis ist für uns jedoch die Verringerung der Fehlerrate im Vergleich zu früher, da jedes fehlende oder falsch angebrachte Element zum Teil erhebliche Nacharbeit und im schlimmsten Fall Verzögerungen bei der Inbetriebnahme der Maschinen zur Folge haben kann.“