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27. September 2019

Ein Roboter namens Oskar

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Der Automatisierungsgrad bei Sembach Technical Ceramics ist hoch. Vollautomatische Fertigungsinseln produzieren jährlich rund 600 Millionen Komponenten aus Technischer Keramik. Seit zehn Jahren kommen dabei Roboter der Firma Mitsubishi Electric zum Einsatz. Anlässlich des „Roboter-Jubiläums“ erläutert CEO Martin Sembach, welche Bedeutung die Automatisierung und Robotisierung für die Fertigung Technischer Keramik haben.

Herr Sembach, seit zehn Jahren setzen Sie Roboter der Firma Mitsubishi Electric in Ihrer Produktion ein. Wie kam es dazu?

Ohne Roboter wären die Dimensionen, in denen wir inzwischen produzieren, nicht möglich. Die Tätigkeiten, die die Roboter ausführen, sind von menschlicher Hand gar nicht mehr denkbar. Bei 600 Millionen Teilen, die im Jahr bei Sembach produziert werden, ist eine Bewegung von Hand bei jedem einzelnen Teilchen unmöglich. Unser erster Roboter wurde im Bereich Trockenpressen eingesetzt. Die Aufgabenstellung war, Teile, die aus der Presse kamen, aufzunehmen, zu verputzen und auf einer Brennplatte abzulegen – und zwar so, dass viele Teile auf einmal dicht an dicht auf der Brennplatte platziert werden. Das konnte nur unser neuer elektronischer Mitarbeiter „Oskar“ leisten, benannt nach unserem Firmengründer.

Ich habe richtig gehört, Ihr erster Roboter hieß Oskar? Wie sind Sie auf die Idee gekommen, Ihren Robotern Namen zu geben?

Ja, richtig. Jeder unserer Roboter hat einen Namen aus der Sembach-Ahnengalerie erhalten. Für uns sind auch die Roboter „Mitarbeiter“. Sie tragen entscheidend zum Produktionsergebnis bei und haben einen Namen verdient. Nur langsam gehen uns nach 26 eingesetzten Robotern die Namen aus der Sembach-Historie aus; inzwischen sind auch schon die jüngeren Familienmitglieder vertreten. Aktuell befindet sich eine neue Roboterinsel im Bau, bei der „Valentin“ zum Einsatz kommen wird, benannt nach einem Sohn meiner Cousine.

Gibt es auch einen Roboter namens Martin und wo wird er eingesetzt?

Selbstverständlich! Mein Double in der Produktion ist dafür zuständig, Brennhilfsmittel zu einem Stapel zu schlichten.

Warum haben Sie sich für Roboter von Mitsubishi Electric entschieden?

Unser erster Roboter sollte möglichst klein und wendig sein und knifflige Drehungen auf engstem Raum ausführen können. Die imposanten Roboter, wie sie in anderen Industriezweigen zum Einsatz kommen, wären zu überdimensioniert gewesen. Bei Mitsubishi Electric sind wir zu einem sehr guten Preis-Leistungs-Verhältnis fündig geworden. Zudem schätzen wir dort die persönliche Betreuung. Unser Ansprechpartner ist stets greifbar und unterstützt uns jederzeit bei Fragen, z. B. zur Programmierung. Wenn wir Ersatz benötigen, ist dies schnell und unkompliziert möglich, sodass wir unsere Produktion nicht lange unterbrechen müssen.

Wie haben denn die Mitarbeiter vor zehn Jahren reagiert, als Sie Roboter einführen wollten, um Tätigkeiten schneller und effizienter ausführen zu können?

Zunächst gab es bei einigen Mitarbeitern Vorbehalte, ob diese Maßnahme überhaupt sinnvoll ist. Aber schnell hat man gesehen, welche Erleichterung der Robotereinsatz auch für die Mitarbeiter bedeutete. Tatsächlich übernehmen die Roboter stupide und körperlich beanspruchende und beeinträchtigende Tätigkeiten, die unsere Mitarbeiter heute nicht mehr ausüben wollten! Die Aufgaben für unsere Mitarbeiter sind dagegen anspruchsvoller geworden. Ein Mitarbeiter bedient jetzt bis zu fünf Maschinen und muss sich dabei mit der Programmierung der Maschinen, Qualitätskontrollen sowie vorbeugender Instandhaltung auskennen.

Wurden denn Mitarbeiter durch Roboter ersetzt?

Nein, nicht die Mitarbeiter wurden ersetzt, sondern bestimmte Tätigkeiten werden nun durch Roboter ausgeführt. Unsere Mitarbeiterzahl liegt in den letzten Jahren relativ konstant bei ca. 250 Personen; das aber bei deutlich steigendem Umsatz. Es war nie ein Thema, Personal einzusparen, sondern vielmehr die Abläufe zu erleichtern, auch für die Mitarbeiter. Und stattdessen wurden auch neue, anspruchsvollere Stellen geschaffen. Natürlich gibt es auch Mitarbeiter, die sich mit dem Fortschritt der Automatisierung und Robotisierung nicht identifizieren können. Aber auch hierfür haben wir genügend Aufgaben, bei denen noch zu 100 Prozent der Mensch gefragt ist. Das betrifft insbesondere Neuaufträge, wenn die Stückzahlen noch gering sind.

Sie haben das Stichwort Automatisierung genannt. Der Automatisierungsgrad Ihres Unternehmens ist recht hoch; sowohl im Branchenvergleich als auch im Vergleich mit anderen Unternehmen Ihrer Größe. Und Sie haben frühzeitig in Automatisierungsmaßnahmen investiert – schon in den 1970er Jahren, ist das richtig?

Das waren die Verputzautomaten, mit denen wir in die Automatisierung gestartet sind. Wenn die Teile aus der Presse kamen, wurden sie linear getaktet und mit Pinselchen und Messerchen entgratet. Das lief automatisch. Im Anschluss mussten die Teile aber von Hand auf die Brennunterlage gelegt und diese Brennunterlagen aufgestapelt werden. Diesen Vorgang übernehmen inzwischen nur noch Roboter. Von den Automatisierungsanfängen bis zum ersten Roboter ist ein wenig Zeit vergangen. Allerdings haben wir auch in anderer Hinsicht weiter automatisiert.
Wir verfügen zwar nicht über Taktstraßen, aber dafür über viele kleinere Fertigungsinseln, an denen ca. 70 verschiedene Artikel gleichzeitig vollautomatisiert produziert werden. Darüber hinaus läuft auch die 100-Prozent-Prüfung, also die optische Prüfung mit Kamerasystemen, automatisiert ab. Hier haben wir sehr viel Erfahrung aufgebaut und fertigen die optischen Prüfanlagen inzwischen auch komplett eigenständig.

Beschreiben Sie einmal im Bereich Trockenpressen, wie ein solcher Roboter genau arbeitet.

Nehmen wir als Beispiel Eberhard. Wenn wir ein neues Produkt einrichten, wird das Teil zunächst in der Formgebungsmaschine, in diesem Fall der Presse, hergestellt. Im nächsten Schritt nimmt der Roboter das Teil und führt weitere Arbeiten durch, z. B. Entgraten, Reinigen oder Ausblasen. Schließlich legt der Roboter die Teile auf der Brennunterlage aus Siliziumcarbid ab (diese ist temperaturbeständig bis 1.600 Grad Celsius). Ein anderer Roboter (Martin) kommt, nimmt die Platte und schichtet sie auf einen Stapel auf. Zuvor muss dieser Roboter außerdem Abstandshalter platzieren, damit die Platten aufeinander Halt bekommen.

Gibt es noch weitere Bereiche, in der Roboter eingesetzt sind?

Eigentlich unterstützen uns die Roboter in der gesamten Fertigung, auch im Spritzguss, der Montage oder der Verpackung. Der Vorteil an den Robotern ist, dass sie frei programmierbar sind. Verändert sich etwas am Bauteil, muss nur die Programmierung angepasst werden und die Fertigung läuft weiter. Noch ein Beispiel, aus dem Bereich Verpackung: Wir produzieren einen Temperaturbegrenzer für Glaskeramikherde, der auf eine ganz bestimmte Art und Weise für den Kunden in die Verpackungen eingesetzt werden muss, da der Kunde die Teile in dieser Lage entnehmen und gleich weiterverarbeiten möchte. Von Hand ist diese Befüllung einzelner Teile von der Brennunterlage in eine Verpackung viel zu umständlich. Walter dagegen kann alle Temperaturbegrenzer auf einmal, also ca. 30 Stück, aufnehmen und in die Schachtel einführen. Das entspricht einer Leistungsverbesserung von 300 Prozent.

Der Einsatz von Robotern und die Automatisierung haben Ihnen letztlich auch geholfen, Ihr Produktionsvolumen zu erhöhen?

Natürlich, beides ist ein entscheidender Faktor. 600 Millionen Teile im Jahr sind auch im Branchenvergleich nicht gerade Peanuts. Sembach ist dafür bekannt, hohe Stückzahlen fertigen zu können. Deshalb sind wir auch im Automotive-Bereich sehr stark gefragt.

Die Anforderungen an die Zulieferer in der Automobilindustrie sind sehr hoch.

Das ist richtig. Vor allem der Kostendruck in der Branche ist immens. Salopp kann man sagen, dass unsere Keramikteile absolut filigran, präzise und zu 100 Prozent intakt sein müssen, aber weniger als ein Gummibärchen kosten dürfen. Würde ich jedoch die Qualität eines deformierten Gummibärchens liefern, wäre jede Geschäftsbeziehung sofort beendet. Als ich diesen Vergleich einmal in einer Vertragsverhandlung gebracht habe, bekam ich in der zweiten Runde immerhin Gummibärchen geschenkt!

Spaß beiseite: Dank unserer stetigen Optimierung der Prozesse konnten wir den Anforderungen der Automobilindustrie bisher stets gerecht werden. Das belegt nicht zuletzt unsere Zertifizierung nach der automobilspezifischen Qualitätsmanagement-Norm IATF 16949.

Herr Sembach, wie geht die Reise weiter, welche Automatisierungsschritte planen Sie?

Derzeit sind bei uns 26 Roboter von Mitsubishi Electric im Einsatz, zwei weitere Fertigungsinseln mit Roboterunterstützung befinden sich im Aufbau. Ein wichtiger Nebenaspekt der Automatisierung ist die Gewinnung von Daten aus dem Produktionsprozess. Wir verfügen bereits über eine ausgezeichnete Rückverfolgbarkeit vom Endprodukt bis zum Ausgangsmaterial. Alle Vorgänge werden exakt gebucht und sind transparent. Eine weitere Überlegung ist dabei die Maschinenanbindung hinsichtlich vorbeugender Instandhaltung. So können Störzeiten noch besser ausfindig gemacht und vermieden werden.

Als weiteren Schritt im Automatisierungsprozess sehe ich zudem automatisierte Transportsysteme, die die Stapel mit beladenen Brennplatten ins Zwischenlager bringen, bevor diese in den Ofen geschoben werden. Das ist momentan jedoch platztechnisch in der Produktionshalle noch nicht möglich. Aber wir arbeiten daran!

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