Handlingrobotik Wie eine mobile Zelle die Werkzeugmaschine beschickt

Von Jürgen Riedinger

Effizienzpotenziale heben? Gerade für kleinere, spezialisierte Hersteller im Maschinenbau und der Zuliefererindustrie können Automatisierungskonzepte einen hohen Wirkungsgrad entfalten, wie das Beispiel einer mobilen Be- und Entladezelle bei Mahlo zeigt.

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Aufs Wesentliche reduziert: Rile gönnt dem Drehteller nicht mal einen eigenen Antrieb, die Aufgabe übernimmt der Roboter.
Aufs Wesentliche reduziert: Rile gönnt dem Drehteller nicht mal einen eigenen Antrieb, die Aufgabe übernimmt der Roboter.
(Bild: Yaskawa)

Rohling in eine Ausrichtstation bzw. Zwischenablage legen, dann einsetzen in die Hauptspindel der Drehmaschine, nach der Drehbearbeitung wieder von der Gegenspindel entnehmen, ins Waschbecken tauchen und durch einen Abblasbehälter ziehen, zum Schluss das fertige Werkstück sauber und trocken ablegen – und das viele hundert Mal am Tag. Was an dieser CNC-Drehmaschine, einer Quick Turn 250 MSY von Mazak, passiert, ist ein für das Endprodukt enorm wichtiger Vorgang.

Das weiß man auch bei der Mahlo GmbH + Co. KG, einem der weltweit führenden Hersteller von Mess-, Regel- und Automatisierungssystemen für die Textil- und Veredelungsindustrie sowie den Beschichtungs-, Folien- und Papierbereich. Dort, genauer am Hauptsitz im niederbayrischen Saal an der Donau, ist das Mazak-Bearbeitungszentrum schon länger bei der Komponentenfertigung im Einsatz.

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Die Be- und Entladung erfolgte von Anfang an manuell. Tatsächlich ist, was hier zunächst eintönig erscheint, aus technischer Sicht ein so komplexer Prozess, dass seine Automatisierung lange schwerfiel. „Mit Robotern hatten wir bisher nicht viel am Hut“, gibt Robert Schottenhammer, bei Mahlo zuständig für die mechanische Teilefertigung, denn auch unumwunden zu. Dennoch machte sich das Traditionsunternehmen 2021 auf die Suche nach einer geeigneten Lösung, um die Effizienz bei der Bestückung der Drehmaschine zu steigern. Fündig wurden sie ganz in der Nähe: beim Sondermaschinenbauer Rile Roboter und Anlagentechnik in Deggendorf, nur rund 100 Kilometer vom Mahlo-Firmensitz entfernt.

Rile setzt die Aufgabe mit einer mobilen Beladezelle samt integriertem Roboter um. Seit der Markteinführung 2017 zeigen die Deggendorfer Anlagenbauer mit dieser Eigenentwicklung, wie flexibel die automatische Beschickung von Werkzeugmaschinen heute sein kann. „Tatsächlich steckt in dieser scheinbar einfachen Lösung eine Menge Arbeit und Know-how“, blickt Michael Füller, Verkaufsgebietsleiter bei der Rile Management und Vertriebs GmbH, zurück. „Die Zelle ist gerade deshalb von Anfang an eine Erfolgsgeschichte.“

Die solide, fahrbare Anlage kombiniert einen stabilen Grundrahmen, einen Drehtisch, der hauptzeitparallel manuell zu beladen ist, möglichst flexible Werkstückträger sowie einen hochleistungsfähigen Industrieroboter. „Wir haben uns beim Bau der Zelle auf das Wesentliche konzentriert und die Anzahl an Komponenten so weit wie möglich reduziert“, beschreibt Michael Füller das Konstruktionskonzept. „Wir verzichten auf den Einsatz eines Vision-Systems, begrenzen die Verwendung von Sensoren und sonstiger Elektronik auf das Nötigste und gönnen noch nicht einmal dem Drehteller einen eigenen Antrieb. Diese Aufgabe haben wir dem Roboter übertragen. Mit diesem minimalistischen Prinzip erreichen wir eine Verfügbarkeit von annähernd 100 Prozent und genau das schätzen unsere Kunden.“

Handlingroboter Motoman GP25 in der Rile-Zelle

Als Roboter kommt in der Rile-Zelle standardmäßig ein Handlingroboter aus der Serie Motoman GP von Yaskawa zum Einsatz – je nach Anwendungsfall ein GP12 mit 12 kg maximaler Tragkraft oder, wie bei Mahlo, ein GP25 mit 25 kg. „GP“ steht für „General Purpose“ und damit für vielfältige Einsatzmöglichkeiten.

Die 6-Achser der Serie sind in der hohen Schutzklasse IP67 ausgeführt, also besonders geschützt gegen Eindringen von Flüssigkeiten und Stäuben. Sie lassen sich damit unter rauen Arbeitsbedingungen einsetzen und leicht reinigen. Dank ihrer sehr schlanken Bauweise und der innerhalb des Arms geführten Medienleitungen verfügen die GP-Roboter auch unter beengten Platzverhältnissen über eine sehr gute Bewegungsfreiheit und können ohne Einschränkungen in beliebiger Einbaulage arbeiten. Die integrierte Medienversorgung gewährleistet Zuverlässigkeit im späteren Betrieb.

Arbeitsposition des 6-Achsers

Der Roboter ist auf einem geneigten, stabilen Sockel direkt an der Zelle montiert, was eine optimale Arbeitsposition des 6-Achsers für das Be- und Entladen garantiert. Zudem bilden Roboter und Zelle eine komplette mobile Einheit, die sich einfach mit dem Hubwagen an jede beliebige CNC-Maschine andocken lässt. Über Referenzbohrungen im Hallenboden vor den jeweiligen Maschinen wird sichergestellt, dass die Beladezelle stets exakt positioniert ist. Diese einfache Lösung gewährleistet den Plug&Play-Betrieb an jeder Werkzeugmaschine ohne immer wiederkehrendes Einmessen.

Die hochwertige Ausführung der Zelle zeigt sich auch in Details: angefangen beim großzügig dimensionierten Beladeteller aus Edelstahl über einen Bereichsscanner, der einen Schutzzaun überflüssig macht, bis hin zu einer modernen, bedienerfreundlichen Anlagenvisualisierung, die auf der Robotersteuerung YRC1000 von Yaskawa aufsetzt. „Die Beladezelle kann nach kurzer Einlernzeit auch von Personal ohne Roboterkenntnis ganz einfach über Touchscreen bedient werden. Das gilt auch für das Einlernen von Neuteilen, bei denen der Bediener Schritt für Schritt durch ein selbsterklärendes Menü geführt wird. So die Werkzeugmaschine über ein Bussystem verfügt, lassen sich sogar deren Parameter über die Visualisierung darstellen. Einfacher kann die Anlagenbedienung heute nicht sein“, erklärt Michael Füller von Rile.

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Ein weiterer Vorteil der Zelle: Sie kommt mit einem Minimum an Platzbedarf aus. Mit ihren Dimensionen von 1.600 x 1.500 x 2.400 mm findet sich auch unter beengten Raumverhältnissen in der Regel ein geeigneter Aufstellplatz.

Seit Ende 2021 arbeitet die Zelle von Rile Roboter und Anlagentechnik bei Mahlo im Realbetrieb. „Problemlos und störungsfrei“, wie Werkstattleiter Schottenhammer bestätigt, „wir sind bisher alle sehr zufrieden.“ Und auch vom Roboter selbst ist der Praktiker nach den ersten Praxiserfahrungen überzeugt: „Der Motoman GP25 wirkt sehr solide. Und speziell auch seine Genauigkeit und Flexibilität schätzen wir sehr“, so Schottenhammer, der den Roboter zusammen mit einem Kollegen programmiert: „Wir haben immer wieder neue Teile zu fertigen und die Programmierung bzw. Umrüstung stellt sich bis jetzt immer als relativ einfach dar.“

MM

* Jürgen Riedinger

* Senior Sales Manager GI Robots & Products

* Yaskawa Europe, Robotics Division, Allershausen Tel.: (+49) 8166 90-0, E-Mail: robotics@yaskawa.eu.com www.yaskawa.de

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