16 März 2017

Riese mit feinem Händchen

Der weltgrößte Industrieroboter mit Elektroantrieb steht bei MMG

Riese mit feinem Händchen

Er ist knallgelb, 15 Tonnen schwer und mehr als doppelt so hoch wie Reymond Tietz, Bediener bei der Mecklenburger Metallguss (MMG) in Waren an der Müritz. Beim Zusammenarbeiten mit dem Industrieroboter, sagt der 44-Jährige, sei es wie beim Autofahren: „Als Anfänger hast du auf den ersten Kilometern noch Manschetten, dann wird es ein ganz normaler Teil deines Alltags.“

Seit eineinhalb Jahren steuert Tietz den einarmigen Riesen, damit der Hunderte von Bohrlöchern in die weltgrößten Schiffspropeller setzt. Die landen nach dem Gießen und Abkühlen als bis zu 65 Tonnen schwere Rohlinge auf einem Schwerlast-Drehteller in der mechanischen Fertigung von MMG. Mit modernen optischen Verfahren wie Lichtraster und Fotogrammetrie erstellen Michael Beuster und seine Leute, das Aufmesser-Team, ein topografisches Abbild von jedem Propeller. Das Ergebnis sind bis zu 20 Millionen Daten – eine Punktwolke auf dem Computer. Die Vermessung der Gussteile sei ein wichtiger Schritt, sagt der 33-jährige Beuster: „Nach dem Guss haben die Propeller bei weitem nicht die vorberechneten Maße.“ Stellenweise müssten bis zu 14 Millimeter Material abgetragen werden.

Ein Job für Roboter: 1.000 zehntelmillimetergenaue Bohrungen

Nach der Vermessung geht die Datensammlung an Reymond Tietz. Früher musste er mit diesen Daten als Koordinaten auf dem gesamten Propeller bis zu 1.000 Bohrungen setzen – alles von Hand. Die Tiefe jeder Bohrung zeigt in der weiteren mechanischen Bearbeitung an, „was runter muss bis zur optimalen Form“, sagt Tietz.

Heute erledigt der Roboter diese Feinstarbeit. Das Rostocker Fraunhofer-Anwendungszentrum Großstrukturen in der Produktionstechnik (AGP) hat ihn für diese Aufgabe spezifiziert und für einen Langzeittest bei MMG installiert. Das Gerät sieht aus wie ein Kranausleger, der auf einem dicken, runden Fuß steht. Die Rostocker Erbauer um Professor Martin-Christoph Wanner haben ihn so konstruiert, dass sein Arm jeden relevanten Punkt der riesigen Propeller erreichen kann. Laut Wanner gibt es weltweit keinen elektrisch angetriebenen Industrieroboter, der größer ist.

Ganz ohne menschliche Hilfe geht es allerdings nicht: Bevor der Roboter loslegen kann, muss Reymond Tietz die Daten der Aufmessung direkt in die Steuerung eingeben. Anschließend überwacht er nur noch die Arbeit des Geräts. Ein Lasertracker assistiert dem computergestützten Anbohrroboter. Über Spiegelreflektoren gleicht er die genaue Position permanent ab, da die Schiffsschraube während der gesamten Prozedur mehrmals gedreht wird. Je drei Reflektoren sind auf jedem Flügel angebracht.

Doppelt so schnell wie die Menschenhand

Mit einem Zischen nähert der Bohrkopf des Industrieroboters sich der Propelleroberfläche. Luftdüsen pusten das Bohrfeld von Spänen frei, bevor drei tellergroße Saugnäpfe aufsetzen und den Bohrkopf festhalten, während ein Fünf-Millimeter-Bohrer in den Propeller eindringt. Wie tief, ist eine Sache von Zehntelmillimetern. „Der Roboter arbeitet so extrem genau, das würde ich von Hand nie hinbekommen, und schon gar nicht in der Zeit“, sagt Tietz. Für 1.000 Anbohrungen braucht der Roboter halb so viel Zeit wie Tietz und seine Kollegen.

Vor diesem Zeitgewinn standen regelmäßige Testläufe, in denen die MMG- und Fraunhofer-Experten den Bewegungsablauf des Roboters prüften. So gewannen sie wichtige Daten, die vor allem die Steuerungstechnik sicherer machten. „Ein Roboter macht immer nur das, was ihm vorgegeben wird“, sagt Lars Greitsch, Geschäftsführer bei MMG und Leiter der Entwicklung. „Der kleinste Fehler kann fatale Folgen haben.“ Schlimmstenfalls wird an einer sensiblen Stelle des Propellers eine Bohrung zu tief gesetzt.

Schnellere Produktion macht lange Lieferzeit wett

Die verschieden großen Propeller laufen beim Anbohren inzwischen sauber durch. Der 41-jährige Geschäftsführer ist zufrieden mit dem Einsatz des Roboters, der die MMG-Strategie einer kostengünstigeren und effizienteren Produktion unterstützt. Denn das Unternehmen ist bei großen Schiffspropellern zwar weltweit führend. Doch die Warener haben ein spezielles Problem: Sie müssen ihre Propeller meist auf eine lange Seereise schicken, da die meisten Kunden in Asien sitzen. „Das entfällt für unsere härtesten Konkurrenten in Japan, China und Südkorea“, sagt Greitsch. „Sie können schneller liefern.“

Ein Nachfolgeprojekt mit dem Fraunhofer-AGP soll den Anbohrroboter verschlanken und noch schneller machen. „Wir wollen künftig nur ein Drittel der früheren Zeit zum Anbohren aufwenden und so die Durchlaufzeit der Propeller insgesamt verkürzen“, sagt Greitsch.

Auch liefert der aktuelle Testverlauf viele Daten und Erkenntnisse, die weitere Anwendungen eröffnen. Etwa in der Vermessung. Das kann sich Vorarbeiter Michael Beuster gut vorstellen. „Dann müssten wir bei der optischen Vermessung nicht mehr unser schweres Stativ herumwuchten.“

Text: Thomas Schwandt; Fotos: Christian Augustin (3), dpa