gesponsertAutomatisierung Teams entlasten und Produktivität steigern

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KUKA Deutschland GmbH

Was haben ein Messerproduzent aus Taiwan und eine Kunststoffspritzerei aus Pforzheim gemeinsam? Sie entschieden sich, aufgrund der hohen Nachfrage ihre Produktion zu automatisieren. So entlasten sie ihre Teams und halten die Qualität auf hohem Niveau.

Die Kunststoffspritzerei Hauff aus Pforzheim sorgt dafür, dass Spülmaschinen stressfrei be- und entladen werden können. Denn Hauff produziert hochwertige, haltbare Oberkorbrollen für Spülmaschinen. Die kleinen Kunststoffelemente aus zwei miteinander verbundenen Teilen, einem frei beweglichen Rad und einer fest verbauten Steckbuchse, werden in einer Spritzgießmaschine Arburg Allrounder Cube 2900, kurz Cube genannt, gegossen und mithilfe eines gegenläufigen Werkzeugs miteinander „verheiratet“. Das Gießen und Montieren erfolgt in einem vollautomatisierten, zweistufigen Prozess, den Hauff gemeinsam mit dem Spritzgießmaschinen-Hersteller Arburg aufgesetzt hat.

Doch das Unternehmen Hauff wollte und brauchte noch mehr Automatisierung als diesen Würfel allein. Ziel waren „höhere Stückzahlen und hohe Effizienz bei gleichzeitig optimaler Ausnutzung der begrenzten Produktionsfläche“, erklärt Robomotion-Geschäftsführer Andreas Wolf, dessen Unternehmen Integrator für dieses Vorhaben wurde. Die Robomotion GmbH, ein Technologieentwickler aus Leinfelden-Echterdingen, automatisiert zahlreiche Prozesse in der Kunststoffindustrie. Wolf berichtet von den Zielen von Hauff: „Es ging um den Abschied von manueller Tätigkeit und den Aufbau einer autonomen Produktion von der Spritzgussmaschine auf die Palette – als ‚One-Piece-Flow‘, also als durchgängigen, nicht unterbrochenen Prozess.“ Die Lösung: Der Cube von Arburg sollte durch zwei Roboter von Kuka unterstützt werden.

Ein besonderer Würfel erhält Roboterassistenz

Eigens für die Anforderungen von Hauff hatte Arburg mit dem Cube ein Werkzeug konfiguriert, das die Herstellung zweier Komponenten im Spritzgussverfahren mit deren Montage verbindet. Der „Reverse Cube 2900“ lässt sich um seine Mittelachse gegenläufig (reverse) drehen, sodass mittels eines speziellen Greifers die hier gegossenen Teile in zwei Arbeitsschritten unmittelbar zusammengeführt werden können, bevor sie über ein Förderband zur Verpackungs- und Palettierungszelle transportiert werden. Dieser Greifer sitzt an einem KR Quantec von Kuka. Der sechsachsige Roboter greift simultan zum Spritzzyklus die Rollen aus dem unteren Teil des Würfels und setzt sie in die in der oberen Hälfte befindlichen Steckbuchsen ein. Danach entnimmt er die fertigen Konstrukte und legt sie auf dem Förderband in Richtung Verpackung ab.

„Mit seiner extremen Geschwindigkeit reduziert dieser Roboter die Zykluszeiten in der Produktion und steigert zugleich die Fertigungsqualität, ohne dabei jemals aus dem Takt zu geraten“, begründet Wolf seine Wahl. Am Ende des Förderbands wartet ein zweiter Kuka-Roboter, der KR Quantec PA. In der Verpackungs- und Palettierungszelle faltet der schlanke Palettierroboter die Versandkartons und platziert diese unter dem Förderband, um sie nach der Befüllung mit exakt 1.560 Rollen zu verschließen und auf einer Europalette zu stapeln. Drei Paletten mit jeweils 45 Kartons und 70.200 Kunststoffrollen verlassen so pro Tag das Haus. Die Anlage läuft komplett eigenständig durch und benötigt keinen weiteren Betreuungsaufwand.

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Dreijahresbilanz: Qualität und Produktivität gesichert

Dass das funktioniert, dazu trug auch die smarte Planungssoftware Kuka.Sim bei. Wolf erklärt: „Gerade weil der Platz in der Produktionshalle so knapp bemessen ist, war es wichtig, die Anlage und ihre Funktionalitäten bereits auszuprobieren, bevor sie real geworden sind. So konnten wir beispielsweise schon in der Engineering-Phase eine Taktzeitanalyse vornehmen und in das Layout und die Auslegung einbeziehen.“

Zwei Jahre benötigten Hauff und Robomotion, bis die Anlage in Betrieb gehen konnte. Mit Erfolg. „Unsere Anlage und all die damit zusammenhängenden Prozesse sind einzigartig auf der Welt“, sagt Hauff-Geschäftsführer Jörg Vetter stolz. „Wir sparen damit vier bis fünf Spritzmaschinen ein und entlasten unsere Mitarbeitenden von monotonen Produktionsaufgaben.“ Jedes Jahr stellt Hauff allein für die BSH Hausgeräte GmbH mit dem Cube rund 60 Millionen Bauteile her, in den nächsten drei Jahren soll die Produktion auf bis zu 75 Millionen Stück hochgefahren werden.

Roboter im Messerschliff: jede Größe und Klingenform perfekt im Griff

Das Unternehmen Liow-Shye Enterprise Co. in Taiwan steht für die weltweit gefragte Messermarke Atlantic Chef. Seit mehr als 20 Jahren setzt Liow-Shye nicht nur auf deutschen Stahl, sondern auch auf Robotik aus Deutschland. „Unseren ersten Kuka-Roboter haben wir 1999 gekauft und er läuft bis heute“, erzählt James Chang, General Manager von Liow-Shye. Mittlerweile sind mehr als 30 Kuka-Roboter für die Messer von Atlantic Chef im Einsatz.

Vor allem Schliff und Politur der Klingen stellten das Unternehmen früher vor Herausforderungen. Denn: Die Qualität des Ergebnisses variierte je nach Mitarbeiter. Daher sind inzwischen mehrere KR Cybertech für diese Aufgaben zuständig. Jedes Stahlmesser wird vom Roboterarm gegriffen und an die Schleifmaschine gehalten. Wichtig ist hierbei die Vorbereitung: Mithilfe des Kuka Smartpad und der Software werden die Roboter auf die spezifischen Anforderungen vorbereitet. Denn jede Art von Messer – ob gebogenes Schälmesser, ob Messer zur Zerkleinerung von Knochen mit besonders breiter Klinge – benötigt ihren eigenen Schliff. Auch die Formen, Dicken und Gewichte variieren. Die Roboter müssen in der Lage sein, jeweils unterschiedliche Materialien und Griffe zu handhaben. Es ist die Software, die es den Robotern ermöglicht, verschiedene Bewegungsarten (LIN / P to P) für jedes Messer in jedem Produktionsschritt anzuwenden. So kann eine hohe Wiederhol- und Bahngenauigkeit sowie der notwendige Druck beim Schleifen erreicht werden. Auch die Politur erfolgt mit höchster Präzision durch je einen KR Cybertech. Den krönenden Abschluss, das Ätzen des Logos in das Messer, übernimmt ein KR Agilus. Ähnlich wie beim Stempeln drückt der Roboterarm mithilfe eines speziellen Werkzeugs die gewünschte Form in den Stahl.

„Dadurch konnten wir die Fehlerquote und den Materialverbrauch deutlich reduzieren“, betont James Chang. Seit der Automatisierung der Produktion profitiert Liow-Shye von einer hohen und stabilen Produktqualität. Er betont: „Für unsere Bedürfnisse haben die Kuka-Roboter eine richtige Steifigkeit und Langlebigkeit, außerdem funktioniert die Software stabil.“ Liow-Shye plant, auch in Zukunft neue Lösungen mit Kuka zu entwickeln und die Produktion weiter zu automatisieren.

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