gesponsertAutomatisierung Wie Roboter die Produktion unterstützen

Was tun Unternehmen, wenn der Auftragsbestand hoch, die Personaldecke wegen des Fachkräftemangels jedoch eher dünn ist? Sie suchen nach neuen Lösungen in der Produktion und beauftragen Spezialisten, um Abläufe zu automatisieren.

Die österreichische Zimm GmbH produziert Spindelhubgetriebe in Premiumqualität. Diese sind an ihrem Einsatzort effektiv und nahezu unsichtbar: Sie kommen zum Beispiel unter Hebebühnen in Autowerkstätten zum Einsatz. Am Hauptsitz des Maschinenbauers in Lustenau werden die Getriebe jetzt vollautomatisiert gefertigt. Eine Fünfachsen-Fräsmaschine des Herstellers Grob sorgt dafür, dass aus dem Rohmaterial – Alu- und Guss-Würfel in verschiedenen Größen – verwertbare und hochpräzise Bauteile entstehen. Das Besondere: Die Werkzeugmaschine arbeitet in einer modularen Fertigungszelle mit zwei Kuka-Robotern zusammen.

Automatisierung senkt Kosten und erhöht die Produktivität

„Beim reinen Paletten-Handling wurden bislang meistens Werkstücke manuell auf Paletten gespannt“, erklärt Marcel Haltiner, Leiter Automation bei der Vischer & Bolli GmbH, die die Automationslösung bei Zimm umsetzte. „Das war zum einen zeitaufwendig, zum anderen auch kostspielig. Zudem musste immer manuell auf- und abgespannt werden.“ Das fällt nun weg. Stattdessen bestücken die Mitarbeiter von Zimm nun sogenannte Tablare innerhalb eines Liftsystems. Der vier Meter hohe Turm nutzt den Raum der Produktionshalle nach oben aus, um Rohmaterial und bearbeitete Endprodukte zu lagern.

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Anschließend beginnt die Arbeit der angeschlossenen Roboterzelle. Ein KR Quantec entnimmt zunächst die mit Rohteilen bestückten Tablare aus dem Liftsystem und legt sie auf einen Vorsatztisch. Anschließend positioniert der Roboter vier Rohteile automatisch in einer Vorrichtung und setzt diese in die Fräsmaschine ein.

Während die Fräsmaschine diese bearbeitet, bestückt der KR Quantec eine weitere Vorrichtung. Sind die Bauteile von beiden Seiten fertig bearbeitet, legt der Roboter sie auf dem Nachbearbeitungsplatz in der Zelle ab. Dort entgratet und reinigt sie ein KR Agilus.

Der Roboter schweißt, die Naht sitzt

Hat ein Bauteil alle Schritte durchlaufen, sortiert der KR Quantec es wieder auf seinen Platz auf dem Tablar, das anschließend im Liftsystem geparkt wird. „Die Automatisierung erlaubt es uns unter anderem, in mannlosen Schichten nachts und am Wochenende zu produzieren, was unsere Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit erhöht“, sagt Hardy Ponudic, Produktionsleiter bei Zimm.

Ebenfalls stationär automatisiert in einer Zelle verläuft jetzt ein Teil der Produktion in der Verzinkerei Sulz GmbH. Die Bauteile, die dort verschweißt werden, hat die Belegschaft vor der Produktionsumstellung ausschließlich verzinkt, konfektioniert und versandt. Ein Kunde suchte zusätzlich eine zuverlässige Schweißlösung in der Nähe und Bernd D. Euschen, Geschäftsführer der Verzinkerei Sulz, wollte seinen langjährigen Kunden unterstützen. Doch keiner der 65 Mitarbeitenden war Schweißer und einen Schweißer zu finden, ist sehr schwer. So entschloss sich die Verzinkerei Sulz, in eine Schweißzelle mit einem Kuka-Roboter zu investieren. Mit Christoph Welle, Geschäftsführer der Kiwi-Automations GmbH im badischen Oberkirch und Kuka-Systempartner, ging Euschen die Automatisierung an. Geschweißt wird nun in der kompakten Zelle: Sie ist 3.980 mm lang, 2.365 mm breit und 2.445 mm hoch und bietet damit viel Leistung mit kleinem Footprint. Die Schweißzelle setzt einen schlanken, flexiblen KR Cybertech nano ein. Dieser verfügt über die kleinste Zentralhand der Roboterklasse und bietet eine hohe Wiederholgenauigkeit. Als Schweißsystem wählten Euschen und Welle das kommunikationsfähige TPS 400i von Fronius. Mithilfe der Software Kuka.Sim wurden bereits vorab das Setzen der Schweißnähte und die Taktzeiten überprüft.

„Die Qualität der Schweißnähte ist hervorragend“, freut sich Euschen. Jetzt können pro Monat bis zu 10.000 Bauteile geschweißt werden. Das lohnt sich auch betriebswirtschaftlich: „Wir hatten kalkuliert, dass es bis zum Return on Invest 2,5 Jahre dauern würde, sind aber zuversichtlich, dass wir es nach eineinhalb bis zwei Jahren schon geschafft haben werden“, so die Einschätzung von Euschen.

Während bei Handling- oder Montageaufgaben die Automatisierungslösungen schon weit fortgeschritten sind, steht das flexible und automatisierte Be- und Entladen von Maschinen mit Werkzeugen noch immer am Anfang. Gemeinsam mit Kuka hat die global agierende Unternehmensgruppe Heller ein Pilotprojekt gestartet und umgesetzt, das genau diese Lücke schließen kann.

Mobile Robotik treibt Werkzeugautomation voran

„In diesem Bereich gibt es viel Potenzial. Es geht nicht nur darum, vor der Maschine zu automatisieren, sondern auch dahinter“, sagt Robert Eber, zuständig für die Paletten- und Roboterautomation bei Heller. An fünf Produktionsstätten weltweit fertigt die Unternehmensgruppe modernste CNC-Werkzeugmaschinen und Fertigungssysteme für die spanende Bearbeitung. Um die Produktivität zu sichern, entwickelte Heller gemeinsam mit Kuka eine innovative Automationslösung: Mittels der Informationen aus dem Produktionsauftrag, der von den Mitarbeitenden zur Verfügung gestellt wird, legt ein Leitrechner der Firma Certa fest, welche Werkzeuge die Maschine benötigt. Er beauftragt den KMR Cybertech, die entsprechenden Werkzeuge aus dem Lager zu holen. Die mobile Plattform, angetrieben durch omnidirektionale Technologie, mit einem darauf installierten KMR Cybertech macht sich auf den Weg. Der belastbare, präzise arbeitende Roboterarm greift die entsprechenden Werkzeuge und platziert sie auf den dafür passenden Vorrichtungen auf der Plattform. Dann geht die Fahrt weiter. Nicht nur das Be- und Entladen übernimmt der KMR Cybertech, sondern auch den Austausch. Wenn z. B. der Leitrechner die Information über ein verschlissenes Werkzeug erhält, macht sich die Plattform auf den Weg zur betroffenen Maschine. Entladen, abtransportieren, neues Werkzeug holen, in die Maschine einlegen – fertig. „Durch die automatisierte Lösung entfällt für den Mitarbeiter der Gang zur Maschine und das Einlegen der Werkzeuge. So können wir den Schwerpunkt der manuellen Arbeit verlagern“, erklärt Robert Eber.(bh)

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