Wallboxen von Heidelberg:Verbesserung der Ergonomie bei der Platinen Bestückung
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MiniTec ist seit vielen Jahren ein Partner von HEIDELBERG, führender Hersteller von Druckmaschinen und nun auch von Wallboxen für Elektro-Fahrzeuge. Neben dem Profilsystem kommen in der Produktion auch Arbeitsplätze sowie ergonomische Hebeeinrichtungen zum Einsatz. 

Seit mehr als 170 Jahren ist die Heidelberger Druckmaschinen AG ein zuverlässiger Partner für die globale Druckindustrie. Aber auch hier schaut man sich nach interessanten neuen Betätigungsfeldern und Wachstumsmärkten um. So hat sich HEIDELBERG aufgrund seines Knowhows in der Leistungselektronik im Markt für E-Mobilität mittlerweile zu einem führenden Anbieter für Ladesysteme in Deutschland etabliert.

Begonnen hatte das Unternehmen in diesem externen Geschäftsfeld zunächst mit Lade-Elektronik für Ladekabel anderer Hersteller. Nach und nach nahm man dann die Entwicklung eigener Ladesysteme, wie einer Wallbox für den privaten Bereich, in die Hand und stellte entsprechende Produkte am Markt vor. 

Die Leiterplatten mit der Steuerungslogik für die Wallboxen werden in der Elektronikfertigung von HEIDELBERG hergestellt. Hier entwickelt und konstruiert das Unternehmen auch das komplette elektronische Innenleben für seine Druckmaschinen.

Die Bestückung der Platinen erfolgt überwiegend maschinell, zum Teil aber auch von Hand. Dazu der zuständige Arbeitsplaner Gunther Kullmann von HEIDELBERG: „Es gibt zwei verschiedene Fertigungsbereiche. Das eine ist die SMD-Bestückung, bei der es um die ganzen Kleinteile geht – diese wird von Automaten vorgenommen. Dann gibt es aber noch Bauteile, die man mit Maschinen nicht handeln kann, und hier kommen nach wie vor Mitarbeiter für die Bestückung der Platinen zum Einsatz.“


240 Handlingvorgänge pro Schicht

Die Gesundheit der Mitarbeiter ist HEIDELBERG sehr wichtig, entsprechend legt das Unternehmen großen Wert auf Ergonomie am Arbeitsplatz. Dazu Kullmann: „Ergonomie ist ein bedeutendes Thema für den Arbeitsschutz, da hat ein Unternehmen auch eine Fürsorgepflicht für seine Mitarbeiter. Deshalb sind zum Beispiel alle unsere Tische in der gesamten Fertigung höhenverstellbar, was unsere Mitarbeiter sehr schätzen.“

Eine Verbesserung der Ergonomie war auch das Thema bei der Leiterplattenbestückung, so Kullmann: „Hintergrund war, dass wir pro Schicht circa 240 Handlingvorgänge haben, bei denen es darum geht, ein Werkstück von etwa 9 kg Gewicht zu heben, zu tragen, zu drehen und abzusetzen. Das wurde bislang rein manuell gemacht. Wenn man sich vorstellt, dass man 240 mal 9 kg anhebt und platziert, dann ist das auf Dauer schon eine gesundheitliche Belastung. Deshalb suchten wir nach einer Lösung, welche die Ergonomie für die Mitarbeiter deutlich verbessert und so ihrer Gesundheit förderlich ist.“


MiniTec mit dem besten Konzept

Um ergonomisch am Montagetisch arbeiten zu können und auch die Anbindung für das Löten kompatibel zu machen, wurde ein fahrbares Hilfsmittel benötigt, welches unterschiedliche Höhen ausgleichen kann. Deshalb trat man mit verschiedenen Firmen in Kontakt, mit denen man bereits in der Vergangenheit in anderen Projekten gute Erfahrungen gemacht hatte. Gunther Kullmann: „MiniTec ist ein Partner von HEIDELBERG, der uns werksweit schon viele Jahre mit seinem Profilsystem unterstützt und mit dem wir auch schon etliche Arbeitstische sowie ergonomische Hebeeinrichtungen am Arbeitsplatz umgesetzt haben. Es stand noch ein weiterer Anbieter zur Wahl, aufgrund des besseren Konzeptes haben wir uns dann aber für MiniTec entschieden.“

Weil die Gegebenheiten klar waren, hatte Kullmann konkrete Vorstellungen über die Zielsetzung. Die Konzepte und Vorschläge wurden dann mit MiniTec ausgetauscht und schließlich zur Realisierung gebracht. Für die spezifische Aufgabenstellung gab es kein Standardprodukt, vielmehr musste die Lösung von MiniTec für HEIDELBERG neu entwickelt werden.


Individuell höhenverstellbarer Hubwagen

Hauptelement der MiniTec-Konstruktion ist eine programmierbare Hubsäule. Der Arbeitsprozess gestaltet sich heute so, dass der Mitarbeiter zunächst an seinem Tisch einen Lötrahmen nach Vorgabe bestückt. Die entsprechenden Teile liegen in passender Griffweite vor ihm in Boxen in einem Wechselwagen bereit (auch beim Tisch selbst wurde sehr auf Ergonomie geachtet). Der Tisch hat eine Einfahrschneise, in welcher sich das fahrbare Hubgerät mit dem Lötrahmen befindet; es bildet dabei eine Ebene zum übrigen Arbeitsbereich. Ist der Lötrahmen fertig bestückt, muss er auf der anderen Seite des Arbeitsbereichs auf ein Fördersystem positioniert werden, welches ihn in die Lötanlage transportiert. 

Der Übergabepunkt am Fördersystem ist fix und in der Höhe nicht veränderbar. Je nachdem, wie hoch der Mitarbeiter seinen Arbeitstisch inklusive des Hubwagens eingestellt hat, kann der Höhenunterschied zur Übergabestelle daher schnell 10 bis 15 cm betragen. Deshalb verfügt der Hubwagen über einen individuell für den Mitarbeiter programmierten Höhenausgleich (die Einstellungen werden über eine Teach-Funktion hinterlegt), der per Tastendruck ausgelöst werden kann. Der Mitarbeiter macht entsprechend auf dem Weg zur Übergabestelle den Höhenausgleich über eine Taste und übergibt dort die bestückte Platine an das Fördersystem. Anschließend übernimmt er vom Fördersystem eine fertig gelötete Baugruppe, fährt mit dieser den Hubwagen zum Arbeitstisch zurück und macht auf dem Weg dahin wieder den Höhenausgleich zum Arbeitstisch.


Qualitätsprüfung integriert

Bevor der Hubwagen nach einer Bestückung zur Förderanlage gefahren wird, erfolgt zunächst eine automatische Qualitätskontrolle. Dazu befindet sich über dem Tisch eine Kamera, die nach der Bestückung das Soll mit dem Ist vergleicht. Solange die Prüfung läuft, wird der Wagen elektromagnetisch festgehalten.

Stellt die Kamera einen Fehler fest, muss der Werker diesen korrigieren und anschließend die Prüfung erneut starten. Erst wenn die Kontrolle der Baugruppe „PASS“ ist, also keine Fehler mehr aufweist, löst sich der Magnet vom Wagen, so dass dieser herausgefahren werden kann. Solange die Prüfung zu einem negativen Ergebnis führt, bleibt der Wagen verriegelt.

Der Tisch selbst basiert ebenfalls auf dem MiniTec Profilbaukasten und wurde bei HEIDELBERG in der eigenen Betriebsmittel-Werkstatt entwickelt und realisiert. Das Unternehmen verfügt aufgrund des langjährigen, werksweiten Einsatzes des MiniTec Profilsystems über drei MiniTec-erfahrene Mitarbeiter, die solche Betriebsmittel selbst bauen.


Ziel erreicht

Gunther Kullmann ist mit dem Ergebnis zufrieden: „Die gesundheitliche Belastung der Mitarbeiter wurde durch die MiniTec-Lösung deutlich verringert, was ja unser Ziel war. Die Entwicklungsphase hat viel Zeit in Anspruch genommen, aber der Hubwagen funktioniert, und so wie er momentan im Einsatz ist, kann man sagen, er ist gelungen, ist ein Erfolg. Auch die Zusammenarbeit mit MiniTec war gewohnt gut. Wir tauschten uns regelmäßig aus, und die von uns gestellten Anforderungen wurden perfekt umgesetzt.“


Gute Perspektiven

Der Geschäftsbereich mit den Ladestationen entwickelt sich bei HEIDELBERG sehr positiv, so Kullmann. In Kürze werden die Wallboxen daher auch in einer eigenen Geschäftseinheit unter dem Namen „HEIDELBERG Amperfied“ positioniert werden. Darüber hinaus ist die Heidelberger Druckmaschinen AG auch OEM für viele andere Anbieter, d.h. in deren Boxen steckt Technik „made by HEIDELBERG“.