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Transportrobotik

Mobile Robotik im Spritzguss

| Autor / Redakteur: Marc Sexton / Victoria Sonnenberg

Ausgestattet mit dem passenden Aufsatz kann der MiR200 unterschiedlichste Transportaufgaben automatisieren. Zur Automatica 2018 präsentierte MiR den Roboter etwa mit einem Förderbandmodul.
Ausgestattet mit dem passenden Aufsatz kann der MiR200 unterschiedlichste Transportaufgaben automatisieren. Zur Automatica 2018 präsentierte MiR den Roboter etwa mit einem Förderbandmodul. (Bild: MiR)

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Für die effiziente Kleinserienfertigung treibt Metro Plastics die Automatisierung voran – auch mittels mobiler Robotik.

In der Kunststoffverarbeitung sehen sich Hersteller in den letzten Jahren mit immer vielfältigeren Herausforderungen konfrontiert: Schwankende Rohstoffpreise, ein Mangel an Fachkräften sowie der zunehmend globale Wettbewerb zwingen Unternehmen dazu, ihre Produktionsabläufe neu zu denken. So auch bei Metro Plastics. Seit 1974 bietet der US-amerikanische Betrieb Kunden aus der Automobilindustrie, Unterhaltungselektronik, Medizintechnik, Landwirtschaft und Haushaltswarenbranche seine Dienstleitungen im Bereich der Spritzgusstechnik an. In seiner Fertigung in Noblesville, einer Stadt nördlich von Indianapolis, setzt das familiengeführte Unternehmen auf einen hohen Automatisierungsgrad. Die 126 Mitarbeiter wickeln Aufträge dadurch zum Teil in gerade einmal zweieinhalb Tagen ab.

In der Vergangenheit standen die kurzen Produktionszeiten jedoch oft im Widerspruch zum hohen Qualitätsanspruch von Metro Plastics. Denn während sich fertige Produkte schon an den Spritzgussmaschinen stapelten, hatten die Mitarbeiter schlichtweg keine Zeit für die abschließende Qualitätsprüfung. In Stoßzeiten stellten Kisten und Paletten mit Kunststoffteilen eine echte Stolpergefahr dar und der Gabelstaplerverkehr wurde zu einem ernsten Sicherheitsrisiko. Mit der Zeit stellten die Verantwortlichen des Familienbetriebs fest, dass nicht nur fehlende Personalressourcen, sondern auch der teils manuelle Warentransport von der Fertigung zum Lager den Prozess behinderten. Ein neues, innovatives Transportsystem sollte die Abläufe gezielt optimieren.

Autonome Flexibilität statt starrer Struktur

In den 90er-Jahren habe sein Vater, Firmengründer von Metro Plastics, schon einmal über den Einsatz eines innerbetrieblichen, flurgebundenen Fördersystems nachgedacht, erzählt Ken Hahn, heutiger Vorsitzender des Spritzgussanbieters. Aufgrund der kosten- sowie zeitintensiven Installation wurde das Projekt allerdings nie verwirklicht. Als Hahn ein brandneues Gebäude für das Unternehmen bauen ließ, kam das Thema wieder auf den Tisch: „Zunächst konnten wir keine Lösung finden, die zu uns gepasst hätte. Der Aufwand für die Anpassungen im Werk war schlichtweg zu hoch.“ Doch dann entdeckte Metro Plastics die autonomen mobilen Roboter von Mobile Industrial Robots (MiR). Der Vorsitzende war sofort begeistert: „Die Roboter bewegen sich vollkommen selbstständig und kosten im Vergleich zu anderen Lösungen im Grunde nur die Hälfte. Sie benötigen keine Kabel im Beton und keine magnetische Führung. Die Entscheidung für MiR wurde uns wirklich leicht gemacht.“

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Seither setzt Metro Plastics auf einen MiR200-Roboter als intelligentes Intralogistiksystem. Der nach seiner Traglast benannte Transportroboter bringt die Fertigprodukte nach dem Spritzgießen direkt ins Lager, wo sie der Qualitätsprüfung unterzogen werden. Um seine Kapazitäten voll auszuschöpfen, fährt der mobile Roboter die 24 Spritzgussmaschinen in der Fertigungshalle nacheinander ab. Jeweils 30 s lang hält er an jeder Maschine, damit die Bediener fertige Teile aufladen können. Große Monitore in der Halle zeigen an, wo sich der Roboter gerade befindet und welche nächsten Stopps anstehen – die Schnittstellen der MiR-Technologie machen dieses Tracking möglich. Mit ihrer Hilfe konnte Metro Plastics den MiR200 einfach in die firmeneigene, webbasierte Software Metro Connect integrieren.

Hallenkartierung so einfach wie die Steuerung

Projektkoordinatorin Emma Morris kümmerte sich vor seinem ersten Arbeitstag um die Implementierung des neuen Roboterkollegen. „Das war überraschend simpel“, erzählt sie freudig. „Direkt nach der Anlieferung des mobilen Roboters haben wir erst einmal die Halle kartiert. Diese Aufgabe verlief genauso einfach wie das Steuern des Roboters selbst.“ Für die gesamte Einrichtung sowie die Programmierung erster Aufträge benötigte Morris damit nur wenige Stunden. Im Betriebsalltag garantiert die intuitive, webbasierte Benutzeroberfläche des MiR-Roboters der Belegschaft ein kinderleichtes Handling. Via WLAN-Schnittstelle bedienen die Mitarbeiter den mobilen Roboter mit Tablets, die an jeder einzelnen Spritzgussmaschine angebracht sind. Auf diese Weise können sie ihn mittlerweile auch individuell rufen, damit er die fertigen Produkte bedarfsgerecht zur Qualitätssicherung bringen kann.

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An den Produktionszeiten des Familienbetriebs orientiert, arbeitet der MiR-Roboter heute fünf Tage in der Woche rund um die Uhr in vier 6-Stunden-Schichten. Dank ihm läuft der Materialfluss wesentlich reibungsloser als zuvor. Positive Resultate sind im gesamten Betriebsablauf spürbar. Unordnung sowie dichter Verkehr in den Werkshallen gehören der Vergangenheit an, da der flinke und wendige Roboter die Beförderung von Waren mittels Gabelstapler nahezu vollständig ersetzt hat. Durch seine Sensortechnologie und Sicherheitsalgorithmen reagiert der MiR200 unmittelbar auf seine Umgebung – und das ohne spezielle Aufsicht. Selbst plötzlich auftauchenden Hindernissen weicht er selbstständig und sicher aus oder kommt bei Bedarf in Sekundenschnelle zum Stehen. Früher habe er sich um die Sicherheit der Arbeiter gesorgt, merkt Hahn an, etwa wenn sie beim Gehen durch die Werkshalle Musik hörten oder auf ihre Telefone schauten, während Gabelstapler um Paletten und Kisten herumfuhren. Die autonome Manövrierfähigkeit des mobilen Roboters löst solche Bedenken bei seinem täglichen Einsatz in Luft auf. Hahn erwägt sogar, mittelfristig vielleicht seine Versicherungsprämien dadurch reduzieren zu können.

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Falicia Roudebush, Qualitätsprüferin bei Metro Plastics, teilt die zufriedenstellenden Erfahrungen: „Alle 30 Minuten bringt uns der MiR-Roboter die Spritzgussteile zur Prüfung. So können wir unmittelbar nach der Fertigstellung einen Blick darauf werfen. Wenn es irgendwelche Mängel gibt, können wir auf diese Weise sofort reagieren.“ Damit trägt der mobile Roboter entscheidend zur Reduzierung von Ausschuss bei. Früher nahmen die Mitarbeiter die Qualitätsprüfung nur stichprobenartig vor, da es viel zu lange dauerte, alle Kisten in der Werkshalle zu inspizieren. Durch die kontinuierliche Anlieferung von Produkten mittels MiR-Roboter sind die Qualitätsprüfer heute in der Lage, jede einzelne Kiste abzunehmen. Die Verbesserung der Produktqualität sei ein unerwarteter Vorteil der Automatisierung, bestätigt Hahn.

Ein weiterer positiver Aspekt, den das Projekt mit sich bringt, ist die verbesserte Ergonomie für die Belegschaft: Bislang waren sowohl die Inspektion als auch der Transport der Kisten eine Belastung für Maschinenbediener und Qualitätsprüfer gleichermaßen.

Mobile Robotik optimiert die Ergonomie am Arbeitsplatz

Roudebush litt etwa immer wieder unter Rückenschmerzen, da sie sich ständig über die Kisten beugen musste. Nun hilft der mobile Roboter, die Ergonomie am Arbeitsplatz zu optimieren. Metro Plastics hat ihn dafür mit einem tischhohen Aufsatzmodul ausgestattet, sodass sich die Mitarbeiter nicht bücken müssen, um Kisten auf ihm zu platzieren oder von ihm zu heben. Die flexible Anpassungsfähigkeit der Roboter von MiR inspiriert das Unternehmen schließlich zu neuen Einsatzszenarien: Mit motorisierten Förderbändern an jeder Spritzgussmaschine könnten Produkte zukünftig direkt auf den mobilen Roboter gefahren werden, wenn kein Bediener verfügbar ist – eine Verbesserung, die bald in Angriff genommen werden soll.

„Wir wollen nicht in eine Lösung investieren, die nicht zukunftsfähig ist“, erklärt Hahn. Auf die Roboter von MiR ist Metro Plastics auch ihrer Innovationskraft wegen sehr stolz, wie Hahn berichtet: „Wenn Kunden von uns zu Besuch im Werk sind, sind sie begeistert, dass wir so moderne Prozesse und Technologien einsetzen – und das für die Herstellung ihrer Produkte.“ Damit stärken die autonomen mobilen Roboter von MiR die Wettbewerbsfähigkeit von Metro Plastics nicht nur durch eine höhere Produktqualität, sondern ebenso durch eine solide Positionierung als Innovationsführer in der Kunststoffbranche.

* Marc Sexton ist Sales Director Dach/Benelux bei Mobile Industrial Robots ApS in 5220 Odense (Dänemark), Tel. (01 75) 7 33 40 22, mse@mir-robots.com

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