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Montage

Roboterarm entlastet Mitarbeiter durch Endmontage

| Autor / Redakteur: Helmut Schmid / Victoria Sonnenberg

Ein UR5-Roboterarm, ausgestattet mit einem Sauggreifer und einer Schraubvorrichtung, führt bei Assa Abloy NZ selbstständig die Endmontage von Schließkörpern durch.
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Ein UR5-Roboterarm, ausgestattet mit einem Sauggreifer und einer Schraubvorrichtung, führt bei Assa Abloy NZ selbstständig die Endmontage von Schließkörpern durch. (Bild: Universal Robots)

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Ein neuseeländischer Hersteller von Schließlösungen und Sicherheitssystemen erlangte bereits durch einen einzigen Roboterarm eine höhere Wertschöpfung.

Im schnell wachsenden Segment für Sicherheitslösungen ist Assa Abloy weltweit tätig und in großen Teilen Europas, Nordamerikas und im Asien-Pazifik-Raum führend im Markt. An seinem Produktionsstandort in Auckland, Neuseeland fertigt das Unternehmen mechanische und elektromechanische Schlösser, digitale Türschlösser, Hochsicherheitstüren und Beschläge. Das Streben nach Innovation sieht der Hersteller seit jeher als Grundlage für zukünftiges Wachstum an.

UR-Roboter setzt einseitiger Arbeitsbelastung ein Ende

Um im globalen Wettrennen Schritt halten zu können, ist neben möglichst schlanken Prozessen ebenso ein effizienter Arbeitsschutz für Assa Abloy NZ elementar, denn Basis jeder nachhaltigen Fertigung ist die Schaffung und der Erhalt sicherer Arbeitsbedingungen. Aus diesem Grund entschied sich das Unternehmen, einen monotonen und körperlich belastenden Schraubvorgang in der Endmontage der Schließkörperproduktion zu automatisieren. Diese Aufgabe bedeutete schon immer eine herausfordernde Handgelenks- und Schulterbewegung für die Mitarbeiter.

Bei der Suche nach einem geeigneten Industrieroboter testete Assa Abloy NZ in der Entscheidungsphase die Produkte von drei verschiedenen Anbietern und ließ die Testgeräte im eigenen Werk alle die gleiche Tätigkeit ausführen. Die kollaborierenden Leichtbauroboter vom Marktführer Universal Robots überzeugten das Unternehmen. „Die Skalierbarkeit und die einfache Programmierung des UR5 sind unübertroffen. Außerdem bietet die Lösung die nötige Flexibilität, um verschiedenste Aufgaben in unserer Fertigung kostengünstig zu automatisieren“, erklärt Marc Simkin, der bei Assa Abloy NZ für die Produktionstechnik verantwortlich ist.

Für Roboterinbetriebnahme sind keine IT-Fachkräfte notwendig

Anders als bei herkömmlichen Industrierobotern sind für die Inbetriebnahme und Handhabung der Robotermodelle UR3, UR5 und UR10, die nach ihrer jeweiligen Traglast in Kilogramm benannt sind, keine speziellen Roboterprogrammierer oder IT-Fachkräfte notwendig. Durch eine benutzerfreundliche 3D-Bedienoberfläche kann jeder Anwender schnell und einfach lernen, mit den Roboterkollegen umzugehen. Bewegungsabläufe können mittels intuitivem Touchscreen-Tablet im sogenannten „Freilaufmodus“ festgelegt werden. Dafür greift der Nutzer den Arm des Roboters und bringt ihm neue Aufgaben bei, indem er ihn physisch von Wegpunkt zu Wegpunkt führt. So war der UR-Roboter nach einer kurzen Einrichtungszeit im neuseeländischen Werk schon bald einsatzbereit.

Bei Assa Abloy NZ arbeiten insgesamt 250 Mitarbeiter – 140 von ihnen in der Fertigung. Sie beim Automatisierungsvorhaben mit an Bord zu holen, ging der Hersteller mit Humor an. „Für unser Produktionsteam initiierten wir kurzerhand einen Namenswettbewerb und tauften den UR5 ‚Victoria‘. Schnell wurde sie wie eine Kollegin an der Fertigungslinie aufgenommen“, berichtet Simkin. Seitdem ist Victoria beim letzten Arbeitsschritt der Montage von Schließkörpern im Einsatz: Mithilfe eines Sauggreifers nimmt der UR-Roboter eine Abdeckungsplatte auf, positioniert diese auf einem Schließkörper und zieht dann zwei Schrauben zur Verknüpfung beider Teile an.

Im Anschluss legt der UR5 das fertige Element auf ein Transportband, das zur Verpackungslinie führt. Ihre Arbeit erledigt Victoria dabei unmittelbar neben ihren menschlichen Kollegen – und das ohne zusätzliche Schutzumhausung, denn nach einer erfolgreich abgeschlossenen Risikobeurteilungen können die Roboter von Universal Robots ohne Sicherheitskäfig direkt neben dem Menschen arbeiten. Zu diesem Zweck sind sie mit einer modernen Kraftbegrenzung ausgestattet. Sobald die UR-Roboter in Kontakt mit einer Person kommen, stoppt der Roboterarm durch seine patentierte Sicherheitsfunktion die Bewegung.

Fachkräfte konnten sich neuen Aufgaben widmen und neue Qualifikationen aufbauen

Neben dem verbesserten Arbeitsschutz ging die Integration des UR5 mit einer Zunahme höherwertiger Tätigkeiten für die Belegschaft einher. So entwickelte das Unternehmen für die Fachkräfte, die vorher in der Endmontage dem monotonen Schraubprozess nachgingen, neue Aufgabenbereiche in der Qualitätskontrolle und Prozessüberwachung. Durch die Roboter hat das Team viel dazu gelernt. Mataio Goding, Produktionsleiter bei Assa Abloy NZ, erzählt: „Unsere Mitarbeiter erleben dank Victoria eine neue Sinnstiftung ihrer Tätigkeit durch den Aufbau neuer Qualifikationen. Unser Stammpersonal übernimmt heute zum Beispiel den verantwortungsvollen Prozess, Aushilfskräfte für die Arbeit mit dem UR-Roboter einzulernen und sie zu begleiten.“

Die Automatisierungslösung brachte schließlich nicht nur im Personalbereich positive Resultate mit sich. So belastend es für die Belegschaft war, die gleiche Bewerbung viele Stunden lang wieder und wieder auszuführen, so leicht geht der neuen Roboterkollegin dieser Prozess von der Hand. Die hohe Wiederholpräzision des UR5 gewährleistet dabei eine Endmontage ohne Abweichungen. Durch die exakte Ausführung des Schraubvorgangs senkt Victoria außerdem das Risiko eines zu festen Anziehens von Schrauben. Goding ist vom Ergebnis begeistert: „Der konsistente Montageprozess hat bei uns zu einer erheblichen Qualitätsverbesserung geführt.“ Mit Hilfe von Universal Robots kann Assa Abloy NZ konsequent sein Motto „Jedes Schloss, jederzeit, in jeder Farbe“ umsetzen und seine Produkte garantiert mit einer Bearbeitungszeit von nur zwei Tagen liefern – ein Wettbewerbsvorteil der früher nur mit einer Großserienfertigung zu erreichen war.

Amortisation nach geschätzt 12 Monaten

Da die UR-Roboter alle Vorteile der modernen Roboterautomatisierung bieten, jedoch ohne die üblichen Kosten für Integration, Programmierung und Abschirmung der Arbeitszellen, geht Assa Abloy NZ davon aus, dass sich der UR5 innerhalb von zwölf Monaten amortisiert. Möglich wird das ebenfalls durch die gestiegene Prozessstabilität und gleichzeitige Effizienzsteigerung im Unternehmen.

Vor dem Hintergrund der erfolgreichen Inbetriebnahme von Victoria arbeitet der Hersteller in seinem neuseeländischen Werk bereits an der Entwicklung einer weiteren Roboterapplikation von Universal Robots. Zwei UR5 sollen Türbänder in 22 verschiedenen Produktvarianten herstellen. Die Flexibilität der Roboter wird hierbei eine entscheidende Rolle spielen. Durch ihr leichtes und platzsparendes Design sind sie problemlos für unterschiedliche Anwendungen einsetzbar, ohne dass Produktionslayouts aufwendig angepasst werden müssen – selbst bei kleinen Chargen. „Traditionelle Automatisierungslösungen waren für unser Fertigungsumfeld bislang schlichtweg nicht wirtschaftlich genug.

Universal Robots ermöglicht es uns schließlich, Automatisierung in Bereichen umzusetzen, die wir so früher für unmöglich gehalten hätten“, erklärt Simkin. Die Robotertechnologie von UR wird Assa Abloy NZ somit auch in Zukunft zu neuem Wachstum führen – innovativ und kollaborierend.

* Helmut Schmid ist General Manager Western Europe & Geschäftsführer bei der Universal Robots (Germany) GmbH in 81379 München, Tel. (01 60) 93 49 12 27, hsh@universal-robots.com

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