Industrie | 5. Mai 2022

Multitasking-Roboter für Schweissen und Sandstrahlen

Targa-Tech AG in Bad Ragaz nutzt ABB-Roboter dual

Die Targa-Tech AG in Bad Ragaz suchte Ersatz für ihre angejahrte automatisierte Schweissanlage. Ein Schweissroboter von ABB würde Flexibilität, Geschwindigkeit und Genauigkeit steigern, wäre aber nicht ausgelastet. So wurde ihm ein Zweitjob organisiert und er dafür programmiert.

Das St. Galler Rheintal wird bisweilen «Vacuum Valley» genannt. Zahlreiche Unternehmen sind hier und im benachbarten Liechtenstein im Bereich der Vakuumtechnologie tätig und international erfolgreich. Dieser Technologie-Cluster geht primär auf die industrielle Nutzbarmachung der Vakuum-Dünnfilmtechnologie zurück, die ab 1946 im liechtensteinischen Balzers vom später gleichnamigen Unternehmen entwickelt wurde.

Bei Balzers hatte auch Samuel Zimmermann gearbeitet, ehe er sich 1993 selbständig machte – mit einer Drehbank in seiner Garage in Trübbach. Keine 30 Jahre später zeigt sich der frühere Garagenbetrieb heute als florierende Familienfirma in Bad Ragaz mit rund 70 Mitarbeitenden, Tendenz steigend.

Zulieferer für Vakuum- und Halbleiterindustrie

«Heute sind wir ein Zulieferer von Baugruppen für Maschinen, die in der Vakuum- und Halbleiterindustrie eingesetzt werden.», erklärt Dario Zimmermann, CEO der Targa-Tech AG und Sohn des Betriebsgründers. «Unsere Expertise für dieses Kundensegment liegt in den Bereichen Drehen, Fräsen und Schweissen sowie Montage.» Rund 40 CNC-Bearbeitungszentren stehen heute in Bad Ragaz im Einsatz. «Es war von Beginn an unsere Strategie, so viel als möglich – und sinnvoll – in neue Anlagen zu investieren.»

Dario Zimmermann, CEO Targa-Tech (rechts) und Alain Känel von ABB mit den Aluminium-Werkstücken in der Robotik-Zelle.

Eine Erneuerung stand im Bereich des Schweissens an, wo ein Zweiachs-Schweissautomat mit seiner angejahrten Steuerungstechnik am Ende seiner technischen Lebensdauer angekommen war. «Wir evaluierten bald die Anschaffung eines Schweissroboters», so Zimmermann. «Mit seiner Flexibilität ist er zukunftsfähig, kann bei Bedarf für weitere Schweissaufgaben programmiert werden.»

ABB erste Wahl

Targa-Tech kontaktierte Robotics von ABB Schweiz. «Für uns die erste Wahl, als global namhafte Anbieterin von Industrierobotern mit starker Präsenz in der Schweiz», erklärt Zimmermann den Entscheid, auf ABB zu setzen.

Der Arbeitsvorrat für eine ganze Nachtschicht, den der IRB 1600 autonom handhabt.

Wie alle wertvollen Industrieanlagen muss ein Schweissroboter möglichst gut ausgelastet sein, damit sich die Investition in ihn rechnet. Im Fall von Targa-Tech zeigte sich, dass er die bestehenden Schweissaufgaben zu rasch bewältigen und in der Folge zu lange unproduktiv auf Stand-by wäre, als dass sich seine Anschaffung finanziell rechtfertigen liesse.

Seine Flexibilität ist Stärke des Roboters

«Da kam uns gemeinsam die Idee, ihn zeitweise für andere zu automatisierende Arbeitsschritte einzusetzen. Die Flexibilität ist ja eine grosse Stärke eines Roboters», so Alain Känel, Verkaufsingenieur Robotics von ABB Schweiz.

Der Roboter führt das Werkstück in die Sandstrahlkabine ein. Nach dem Abriegeln der Schleuse führt er es gleichmässig unter den Strahldüsen durch.

Bei Targa-Tech bot sich dafür das Sandstrahlen von Aluminium-Werkstücken an. Diese Arbeit leisten in der Firma üblicherweise Mitarbeiterinnen manuell, mit geschultem Auge, um Unregelmässigkeiten zu entfernen. Mit dem Sandstrahlen wird die Oberfläche auf das Anodisieren vorbereitet. Durch die anodische Oxidation erhalten die Aluminiumteile eine schützende, äusserst harte Schicht.

Roboter selbst programmiert

So bestellte Targa-Tech Mitte 2020 einen ABB-Roboter, einen IRB 1600 mit einer Handhabungskapazität von 10 Kilogramm. «Wir haben den Roboter so programmiert, dass er die Aluminium-Werkstücke in die Sandstrahlkabine einführt und dort so unter den Strahldüsen bewegt, dass die Oberfläche äusserst gleichmässig und lückenlos bearbeitet wird», erläutert Zimmermann. Targa-Tech leistet die Programmierung des Roboters selbst, befähigt durch eine initiale fünftägige Schulung vor Ort durch ABB-Experten.

Die Kabine mit dem äusserst feinkörnigen Glasperlsand im automatisierten Betrieb dicht zu halten, erwies sich als herausfordernde Aufgabe, die mit einer mechanischen Schleusenlösung schliesslich gelöst werden konnte.

Arbeitet die ganze Nacht autonom

Der IRB 1600 kann heute autonom in der menschenleeren Fabrikhalle nachtsüber Alu-Werkstück um Alu-Werkstück in der Kabine sandstrahlen. In zehn Stunden schafft er 200 Stück, die morgens bereit zum Anodisieren sind.

Je nach Arbeitsvorrat führt er diese Tätigkeit tagsüber mit neu bereitgestellten Werkstücken fort, wird ansonsten aber in seiner Erstbestimmung als Schweissroboter eingesetzt. Er kann mit zwei verschiedenen Schweissbrennern bestückt werden. «Für unser Kundensegment ist die makellose Verarbeitung besonders wichtig», sagt Zimmermann. «Die hier verschweissten Gehäuse durchlaufen alle eine Leckprüfung. Absolut dichte Schweissnähte sind also Pflicht.» Auch die Programmierung der Schweissanwendungen erledigt Targa-Tech in Eigenregie.

Sehr zufrieden mit dualer Lösung

Dafür wurde dem Roboter ein ABB-Werkstückpositionierer des Typs IRBP A-250 zur Seite gestellt. Der zweiachsige Positionierer kann dem Roboter Werkstücke mit einer Masse von bis zu 250 kg darreichen.

Einer der beiden Schweissbrenner, die Targa-Tech für den dual einsetzbaren Roboter beschafft hat.

«Wir sind sehr zufrieden mit dieser dualen Lösung. Den Roboter sowohl für den Ersatz des Schweissautomaten wie auch für das automatisierte Sandstrahlen einsetzen zu können, rechtfertigt die Investitionskosten vollauf. Er erledigt seine beiden Jobs gut – und er bietet uns Flexibilität für künftige Aufgaben», zieht Dario Zimmermann ein positives Fazit der ungewöhnlichen Roboter-Doppelfunktion.

Standort wird erweitert

Weitere Aufgaben könnten bald auf den IRB 1600 zukommen. «Der globale Mangel an Halbleitern wirkt sich auf unseren Geschäftsgang positiv aus. Produktionskapazitäten werden aufgebaut, unsere Baugruppen sind gefragt wie nie.» Die Targa-Tech AG erweitert in Kürze ihren Standort in Bad Ragaz und stellt weitere Mitarbeitende ein.