Auftraggeber
Mittelständisches Stahlbauunternehmen im Norden
Butzkies Stahlbau aus Krempe, rund 50 km nordwestlich von Hamburg, blickt auf eine über hundertjährige Unternehmensgeschichte zurück. Das Unternehmen wurde 1912 gegründet und entwickelte sich kontinuierlich weiter, bis es 1970 an den heutigen Standort am Ortsrand von Krempe zog. Rund 160 Mitarbeitende, darunter etwa 80 in der Produktion, arbeiten heute am Hauptstandort, ergänzt durch weitere Einheiten der Butzkies‑Gruppe mit insgesamt rund 240 Beschäftigten.
„Wir sind inhabergeführter Mittelständler im Bereich Stahlbau, Stahlhallenbau und schlüsselfertiger Industriebau“, erklärt Patrick Baade, Betriebsleiter bei Butzkies Stahlbau. Ergänzt wird das Leistungsspektrum durch eine eigene Schlosserei, in der Metallbautätigkeiten wie Treppen, Tore und Balkone gefertigt werden.
Ausgangslage
Herausforderungen in der früheren Trägerbearbeitung
„Unsere Trägerlinie war etwas in die Jahre gekommen. Wir haben konventionell vorher mit zwei Säge‑Bohr‑Anlagen gearbeitet, in Back‑to‑Back‑Aufstellung. Das heißt, vier Maschinenbediener haben die Säge‑Bohranlage in zwei Schichten bedient, danach haben wir gestrahlt“, erklärt Patrick Baade, Betriebsleiter bei Butzkies Stahlbau.
Dieser mehrstufige und wenig vernetzte Ablauf prägte die frühere Struktur der Träger-Anarbeitung. Eine durchgängige, automatische Stahlbearbeitung war so nicht realisierbar. Butzkies suchte daher nach einer vollautomatischen, prozesssicheren Lösung mit hohem Automatisierungsgrad und minimalem Bedienaufwand.
Baade sagt dazu: „Wie alle produzierenden Unternehmen mussten wir uns Gedanken machen wie wir im Zuge des Fachkräftemangels die Trägeranarbeitung effizienter gestalten und den Output so hochhalten wie er war.“
Auswahl
Warum hat sich Butzkies Stahlbau für die Lösung von den Partners for Steel entschieden?
Trotz sinkender Verfügbarkeit qualifizierter Fachkräfte sollte der bisherige Anlagenoutput gesichert und im Idealfall sogar mehr Arbeit über die Anlage abgewickelt werden. Diese Situation führte zur Entscheidung, die bestehende Struktur mit zwei Säge‑Bohr‑Anlagen in Back‑to‑Back‑Aufstellung durch eine moderne Split‑Line zu ersetzen.
„Unsere neue Trägerlinie beinhaltet die Prozesse Strahlen, Bohren, Sägen – das alles in Vollautomatik. Wir haben uns bewusst für Partners for Steel entschieden, weil wir das Gefühl hatten, dass die Automatik hier am ausgereiftesten war und wir für uns die größte Prozesssicherheit in dieser Linie gesehen haben“, erläutert Patrick Baade.
Mit der neuen Lösung kann der gesamte Prozess tagsüber von nur einer Bedienperson überwacht werden, die gleichzeitig Strahlanlage, Bohranlage und Säge im Blick behält. Darüber hinaus ermöglicht die hohe Automatisierung der Linie den Betrieb in weitgehend mannlosen Schichten, wodurch die Produktivität insgesamt deutlich gesteigert wird.
Prozesslösung
Anordnung und Ablauf der neuen automatisierten Bearbeitungslinie
Das Rohmaterial wird per LKW angeliefert und im Außenbereich zwischengelagert. Mit dem Hallenkran erfolgt die Beladung der rund 20 Meter langen Träger und Profile auf die vollautomatische Bearbeitungslinie.
Strahlen
Oberflächenbehandlung mit der Rollenbahn-Strahlanlage von Rösler
Im ersten Schritt erfolgt die Oberflächenvorbereitung der Stahlprofile in der Rösler Rollenbahn‑Strahlanlage RRB 16/5. Vor dem Strahlvorgang wird das Material durch eine Abblasvorrichtung geführt, die lose Verschmutzungen und Feuchtigkeit entfernt.
Anschließend beseitigt das Strahlmittel sehr genau Rost, Zunder und Anhaftungen an allen Seiten des Werkstücks. Nach dem Strahlen reinigen Bürsten die Oberfläche und das Strahlmittel wird zurück in den Kreislauf geführt.
Im Anschluss an den Strahlprozess stehen zwei Möglichkeiten zur Auswahl:
- Ausschleusen der gestrahlten Träger und Entnahme per Hallenkran
- Übergabe der gestrahlten Träger an die Bohr- und Fräsmaschine von Vernet Behringer
Materialfluss
Großer Pufferbereich für reibungslose Materialverfügbarkeiten auch während mannloser Schichten
Die Querförderer mit Hebenocken übernehmen nach dem Strahlen den Weitertransport der Stahlträger und dienen gleichzeitig als Pufferbereich zwischen der Rösler‑Strahlanlage und der Vernet‑Behringer‑Bohranlage. Anschließend werden die Profile auf der Rollenbahn vereinzelt, bevor der massiv ausgelegte Greiferwagen das Handling übernimmt. Dieser Greifer kann selbst schwerste Stahlprofile stabil und prozesssicher bewegen und ist zugleich für das Spannen und Positionieren während des Bohr‑, Fräs‑ oder Markiervorgangs verantwortlich. Damit schafft er die Grundlage für die hochpräzise Bearbeitung im Profilbearbeitungszentrum HDX von Vernet Behringer.
Trägerbearbeitung
Präzises Bohren, Fräsen und Markieren im Hochleistungsbearbeitungs-Zentrum HDX von Vernet Behringer
Das Hochgeschwindigkeits‑Bohr‑ und Fräszentrum HDX zählt zu den schnellsten seiner Art. Mit drei unabhängigen Bearbeitungsachsen können Stahlprofile auf drei Seiten gleichzeitig bearbeitet werden, was die Effizienz signifikant steigert. Die Maschine ermöglicht eine vollständige Anarbeitung in einem einzigen Durchlauf, einschließlich Bohren, Fräsen, Langlochfräsen, Gewindebohren, Ritz‑Markieren und Ausklinken. Besonders hervorzuheben sind Hartmetallbohrungen bis zu 50 mm Durchmesser sowie das Bohren mit Entgratung. Ein automatischer Werkzeugwechsel unterstützt diesen breiten Funktionsumfang und sorgt für kurze Bearbeitungszeiten sowie hohe Prozessstabilität.
Für eine weitgehend autonome Produktion ist das HDX‑Zentrum auf bedienerlose Schichten ausgelegt. Vollständig automatisierte Bearbeitungszyklen können programmiert und über Nacht abgearbeitet werden. Eine integrierte Videoüberwachung der Bohreinheit sowie automatische Produktionsrückmeldungen per E‑Mail ermöglichen die zuverlässige Überwachung des Prozesses aus der Ferne.
Ein weiterer Vorteil ist das präzise Ritz‑Markieren, mit dem spätere Schweißpositionen dauerhaft gekennzeichnet werden – ein entscheidendes Plus für die nachgelagerten Montageschritte und die Qualitätssicherung.
Gehrungsbandsäge
Gehrungsschnitte auf der Bandsäge von Behringer
Nach der Bohranlage werden die Stahlträger erneut über Querförderer an die Sägestation übergeben. Auch hier dienen die Querförderbereiche als Pufferlager zwischen Bohreinheit und Bandsäge, wodurch ein kontinuierlicher Materialfluss gewährleistet wird. Ein Greiferwagen übernimmt den vereinzelten Stab und positioniert ihn präzise für den Sägeschnitt. Die Vermessung des Profils erfolgt über die sogenannte Stabanfangserkennung, während alle weiteren Bearbeitungsinformationen – wie Abschnittlängen und Gehrungseinstellungen – direkt aus den Auftragsdaten der verketteten Anlage stammen.
Eine Typenrad‑Markier- und Prägeeinheit schlägt die zum Auftrag gehörenden Buchstaben und Zahlen tief in das Material ein. Diese Kennzeichnung bleibt selbst nach der Lackierung klar erkennbar und trägt zur Rückverfolgbarkeit und Qualitätssicherung bei. Mit der Behringer Gehrungsbandsäge HBE610‑1256G werden die Stahlprofile anschließend abgelängt oder auf Gehrung geschnitten. Die Abfuhrseite hinter der Säge ist in mehrere Zonen unterteilt, sodass unterschiedliche Abschnittlängen prozesssicher ausgeschleust und entsprechend weiterverarbeitet werden können.
Abfuhr
Sortieren und Ausschleusen der gesägten Stahlträger
Kurze Anschnitte und Reststücke werden in eine Metallschrottbox abgeschoben. Abschnitte bis zu 2,5 Metern Länge gelangen mit der Abschiebeeinheit auf einen Ablagetisch mit geschlossener Oberfläche, der verhindert, dass Teile herunterfallen. Für Schüttgut‑Bearbeitungen steht zudem eine separate Box bereit, in der das lose Material sicher aufgefangen wird.
Träger mit Längen von über 2,5 Metern werden per Querförderer in das Abfuhrmagazin transportiert. Dieses kann über die Anlagensteuerung flexibel in zwei Zonen aufgeteilt werden: entweder für Träger mit maximal 8,5 Metern Länge oder als große Sammelzone für Stahlprofile bis zu 19,2 Metern. So bleibt die Anlage auch bei wechselnden Auftragsstrukturen optimal nutzbar.
Nachgelagerte Prozesse
Was passiert nach dem Strahlen, Bohren und Sägen?
Nach dem Strahlen, Bohren und Sägen werden die fertig bearbeiteten Stahlträger am Ende der vollautomatisierten Strahl‑, Bohr‑ und Sägelinie per Hallenkran entnommen. Anschließend gelangen die Bauteile zur Weiterbearbeitung auf den neu angeschafften Montage- und Schweißroboter Zeman™ Steel Beam Assembler von Lincoln Electronics.
Bei Butzkies dient der Steel Beam Assembler in erster Linie als präziser Montagehelfer. Er setzt Verbindungselemente, Winkel, Platten und Flansche positionsgenau in die Stahlträger ein und heftet diese mittels Punktschweißen an den vorgesehenen Stellen an. Das abschließende Durchschweißen der Nähte erfolgt weiterhin durch qualifizierte Schweißfachkräfte.
Im letzten Fertigungsschritt vor dem Versand durchlaufen alle Bauteile die firmeneigene Lackiererei. Dort werden sie nach Kundenwunsch grundiert und lackiert. Ein wichtiger Beitrag zu Korrosionsschutz, Langlebigkeit und einer hochwertigen Gesamtoptik.
Sicherheit
Wie wird die Arbeitssicherheit entlang der Bearbeitungslinie gewährleistet?
Die Sicherheit entlang der gesamten Bearbeitungslinie wird durch ein umfassendes Schutzkonzept sichergestellt. Belade- und Entnahmebereiche, die im laufenden Betrieb zugänglich bleiben müssen, sind mit Lichtschranken ausgestattet
Andere Zonen sind durch zwei Meter hohe, robuste Schutzzäune abgesichert. Ergänzend gewährleisten Lichtgitter sowie strategisch platzierte Not‑Aus‑Schalter eine schnelle Reaktion im Ernstfall.
Steuerung
Wie wird der Materialfluss auf der Anlage gesteuert?
Bei Butzkies Stahlbau kommt die VBProSuite3 in mehreren Prozessschritten zum Einsatz. In der Arbeitsvorbereitung werden zunächst die Auftragsdaten aus dem Produktionsplanungssystem als DSTV‑Dateien exportiert. Das Modul PRONC3 importiert diese standardisierten Formate (z. B. DSTV, STEP), bildet die jeweiligen Teile-Geometrien ab und prüft die Machbarkeit der Bauteile.
Mit ESTIME3 lassen sich die benötigten Werkzeuge im Voraus bestimmen, die voraussichtlichen Produktionszeiten berechnen sowie mögliche Kollisionen frühzeitig erkennen. Dadurch können Anpassungen bereits vor Produktionsbeginn vorgenommen werden, was die Prozesssicherheit deutlich erhöht.
An der verketteten Anlage selbst – konkret am Bedienpult der Strahlanlage – wird das Modul PROFLOW eingesetzt. Es bietet einen transparenten Überblick über alle anstehenden Aufträge und zeigt den Fortschritt des Materials innerhalb des Produktionsflusses in Echtzeit an. Zudem prüft PROFLOW die optimale Schachtelung der Stäbe und analysiert, welche Profile parallel durch die Strahlanlage laufen können. Auf diese Weise wird der Materialdurchsatz maximiert und ein effizienter Gesamtprozess sichergestellt.
Ergebnis
Produktivitätsgewinne und Nutzen der neuen Split-Line
Durch die neue Struktur wird der komplette Prozess mit nur einer Bedienperson gesteuert, die Strahlanlage, Bohranlage und Säge parallel überwacht. Gleichzeitig konnten zusätzliche Arbeitsschritte wie Ausklinken, Fräsen und Anzeichnen in die Linie integriert werden, wodurch sich die Wertschöpfung erheblich erhöht hat.
„Das Ganze läuft jetzt in Vollautomatik“, beschreibt Patrick Baade. „Das heißt, ein Mann bedient alle drei Anlagen parallel und gleichzeitig schaffen wir es, deutlich mehr Arbeitsprozesse auf die Anlage zu bringen. Was wir vorher mit vier Bedienern und zwei Säge‑Bohr‑Anlagen gemacht haben, schaffen wir nun mit einer Split‑Line und einem Bediener.“
Diese Weiterentwicklung ist eine gezielte Antwort auf den demografischen Wandel und den zunehmenden Fachkräftemangel, da qualifizierte Mitarbeitende heute effizienter eingesetzt werden können. Durch die hohe Automatisierung sind zudem lange mannlose Schichten möglich, was die Laufzeiten der Anlage optimal ausschöpft. Insgesamt erzielt Butzkies Stahlbau nun einen deutlich höheren Output bei erweitertem Bearbeitungsspektrum und zukunftsfähiger Prozessstruktur.
Höherer Output
Vollautomatik
1 Bediener
Projektpartner
P4S - Partners for Steel
Verkettete Bearbeitungslösungen für die Stahlbauindustrie aus einer Hand
Partners for Steel (P4S) ist eine Kooperation der drei etablierten Maschinenbauunternehmen Behringer, Vernet Behringer und Rösler Oberflächentechnik. Gemeinsam bündeln sie ihre Kompetenzen in den Bereichen Sägen, Bohren/Fräsen sowie Strahl- und Oberflächentechnik, um vollständig integrierte und automatisierte Fertigungslösungen für die Stahlbau‑ und Stahlhandelsindustrie anzubieten. Die Systeme werden aus einer Hand und ohne Schnittstellenprobleme realisiert. Dazu gehören komplette Bearbeitungslinien für Sägen, Bohren, Fräsen, Strahlen und Konservieren von Stahlträgern und Profilstahl.
Technische Daten
Daten und Fakten zu den verwendeten Anlagenkomponenten
Fragen und Antworten
Butzkies sah in diesem Verbund die ausgereifteste Automatik, höchste Prozesssicherheit und eine durchgängige Lösung ohne Schnittstellenprobleme. Alle Kernprozesse (Strahlen, Bohren, Fräsen, Sägen) kommen aus einer Hand und sind perfekt aufeinander abgestimmt.
Es kommen mehrere Module der VBProSuite3 von Vernet Behringer zum Einsatz:
- PRONC3: Import und Prüfung von Geometrien (DSTV, STEP)
- ESTIME3: Werkzeug- und Zeitplanung, Kollisionsprüfung
- PROFLOW: Auftragsübersicht, Schachtelung, Echtzeit‑Produktionsmonitoring
Die Anlage ermöglicht Strahlen, Bohren, Fräsen, Markieren und Sägen in einem einzigen automatisierten Prozessablauf. Dadurch können deutlich mehr Arbeitsprozesse mit weniger Bedienpersonal umgesetzt werden, inklusive mannloser Schichten.
Die Automatisierung führt zu, deutlich höherem Output, erweiterten Bearbeitungsmöglichkeiten, hoher Prozessstabilität und Zukunftssicherheit sowie reduziertem Personalbedarf an der Trägerlinie. Das System reagiert optimal auf Fachkräftemangel und steigende Anforderungen an Produktivität.
Das Rohmaterial wird per Kran aufgelegt, durchläuft Strahlanlage, Bohr‑ und Fräszentrum sowie die Gehrungssäge vollautomatisch. Querförderer, Greiferwagen und automatische Pufferzonen sorgen für einen kontinuierlichen und sicheren Materialfluss.
Der gesamte Prozess wird tagsüber von nur einer Bedienperson überwacht. Im früheren Prozess waren vier Bediener notwendig. Zusätzlich sind lange mannlose Schichten möglich, was die Produktivität erheblich steigert.
Kontakt
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