Maschinenbeschickung mit Robotern automatisieren

Werkzeug- und Spritzgussmaschinen spielen in der fertigenden Industrie eine zentrale Rolle. Sie ermöglichen branchenübergreifend eine effiziente Produktion von Präzisionsteilen bei konstanter Qualität und hohen Taktzeiten. Doch einen Haken gibt es: Wer Maschinen nutzt, muss sie nach jedem Zyklus be- und entladen. In vielen Unternehmen wird dieser Prozess nach wie vor manuell erledigt – was viele Nachteile birgt.

Maschinen zu beschicken, ist mit repetitiven Hebebewegungen verbunden. Dies belastet vor allem Rücken, Arme und Gelenke der betreffenden Mitarbeiter. Langfristig kann dies zu gesundheitlichen Schäden führen, die den Mitarbeiter mitunter sein ganzes Leben lang begleiten.

Zugleich bindet der Vorgang die Kapazitäten wichtiger Fachkräfte. Gerade bei kleineren Serien bleibt Mitarbeitern kaum Zeit, sich anderen Aufgaben zu widmen, bevor sie die Maschine für den nächsten Auftrag einrichten müssen. So verbringen sie viel Zeit mit unnötigem Warten, statt mit Aufgaben, bei denen sie ihr Know-how, ihre Koordinationsfähigkeit und ihre Erfahrung viel sinnvoller einbringen könnten.

Hinzukommt, dass die menschliche Konzentrationsfähigkeit gerade unter eintönigen Aufgaben wie der Maschinenbeschickung schnell leidet. Fehler bei der Handhabung können teure Qualitätsmängel und höhere Ausschussraten nach sich ziehen.

Viele Unternehmen entscheiden sich daher dafür, ihre Maschinenbeschickung zu automatisieren. Kollaborierende Roboter (Cobots) eignen sich für diesen Prozessschritt ideal.

Zusammen mit dem integrierten Kraft-Drehmoment-Sensor und zahlreichen Komponenten wie Greifern, Kamerasystemen oder siebten-Achsen bilden sie eine maßgeschneiderte Automatisierungslösung für unterschiedlichste Anforderungen.

• Sichere Helfer: Nach erfolgreicher Risikobeurteilung dürfen Cobots unmittelbar neben dem Menschen arbeiten. So lassen sie sich problemlos in bestehende Produktionslinien integrieren, zu denen Mitarbeiter direkten Zugang haben.
• Anpassungsfähigkeit: Cobots sind besonders platzsparend und fügen sich unkompliziert in bestehende Produktionslayouts ein. So müssen Unternehmen ihre Produktionsumgebung nicht verändern.
• Schnelle Implementierung: Kollaborierende Roboter lassen sich unkompliziert in Betrieb nehmen und sind schon eine Stunde nach dem Auspacken für erste Aufgaben bereit.
• Einfache Programmierung: Cobots sind leicht zu programmieren und zu steuern. Sie lassen sich schnell auf neue Aufträge umstellen, sodass sie auch mit kleinen Losgrößen und einer ausgeprägten Variantenvielfalt gut zurechtkommen.
• Hohe Wiederholgenauigkeit: Kollaborierende Roboterarme arbeiten äußerst exakt und senken dadurch die Fehlerquote. So sorgen sie für eine konstant hohe Produktqualität und reduzieren den Ausschuss.

Die Firmen Jenny | Waltle, Endutec und 2.K. Trend haben ihre Maschinenbeschickung mithilfe unserer kollaborierenden Roboter automatisiert.

Jenny | Waltle hat sich in den vergangenen 35 Jahren auf die Herstellung von Aluminium- und Kunststoffkomponenten spezialisiert. Hohe Qualität und kurze Lieferzeiten gehören zum Kundenversprechen des österreichischen Mittelständlers.

In der Produktion nutzt das Unternehmen mehrere CNC-Maschinen, die Serien von 500 bis 5.000 Stück bearbeiten. Jenny | Waltle wollte die Mitarbeiter, die die Maschinen händisch bestückten, entlasten. Zugleich wollte es dem Fachkräftemangel in der Region entgegenwirken, der das Unternehmen hinderte, zu wachsen.

Heute arbeiten bei Jenny | Waltle zwei UR5 direkt neben den Mitarbeitern. Im Zwei-Schicht-Betrieb bestücken sie eine CNC-Fräse mittels Bin Picking. Die Cobots lassen sich in weniger als einer Stunde für zwölf unterschiedliche Werkstücke umrüsten. Bis zu 2.400 Aluminiumteile bearbeiten sie dabei pro Tag.

Mithilfe eines 3D-Kamerasystems und eines Vakuumgreifers entnimmt der erste Cobot zufällig angeordnete Aluminiumteile aus einer Box. Der zweite Roboterarm platziert sie im hydraulischen Spanner der CNC-Fräse. Nach der Bearbeitung entnimmt er das jeweilige Teil wieder, bevor es der erste Cobot in eine leere Kiste befördert.

Durch die Cobots konnte Jenny | Waltle seinen Ausschuss drastisch reduzieren und seinen Output im Anwendungsbereich innerhalb eines Jahres um 11% steigern.

Der Sondermaschinenbauer Endutec Maschinenbau Systemtechnik GmbH aus Chieming am Chiemsee ist mitunter als Lohnfertiger für CNC-Frästeile und Lohnmontage tätig.

Lange war der Mittelständler mit seinen 14 Mitarbeitern beim Bau seiner Sondermaschinen auf zugekaufte Teile angewiesen. Nachdem diese an Qualität verloren, entschied sich Geschäftsführer Andreas Flieher, die Werkstücke mit eigenen CNC-Maschinen selbst zu produzieren.

Damit sich dies lohnt, muss das Unternehmen über den eigenen Bedarf hinaus Lohnfertigung betreiben. Wegen des Fachkräftemangels konnte es die Nachschicht jedoch nicht besetzen, um die Maschinen auszulasten.

Daher automatisierte Endutec die CNC-Maschinenbestückung mit einem UR10e und entwickelte eine eigene Beladestation. Der Cobot entnimmt die Werkstücke und legt sie dort nach dem Fräsen wieder ab. Auch unhandliche Objekte kann er problemlos greifen.

Mit einem integrierten Kraft-Drehmoment-Sensor kann der Roboterarm die Werkstücke präzise in die Spanvorrichtungen einsetzen. Der Roboterarm übernimmt die Nachtschicht und hilft Endutec so, seine Produktionskapazitäten voll auszuschöpfen.

Der tschechische Automobilzulieferer 2K Trend a.s. produziert im Spritzgussverfahren Präzisionsteile aus Kunststoff. Dem Unternehmen fehlten lange Zeit qualifizierte Fachkräfte, was seine Entwicklung hemmte. Daher suchte es nach einer Lösung, seine Pressmaschine automatisiert zu beschicken. So wollte 2K Trend auch seine Fertigung stabilisieren und den Durchsatz steigern.

Die Pressmaschine ist jedoch relativ groß und ihre Bedienung mit komplexen Bewegungsabläufen verbunden. Zugleich mussten die Mitarbeiter die Maschine zu jeder Zeit erreichen können.

2K Trend entschied sich daher für eine kollaborative Lösung. Heute beschickt ein UR10 die Spritzgussanlage mit Kunststoffpellets. Er legt sie in die Formen und entnimmt die fertigen Teile nach dem Durchgang wieder, bevor er sie auf einem Förderband ablädt. Dadurch entlastet er die Mitarbeiter und steigert die Produktionsqualität.

So ermöglichen Cobots Unternehmen, die Potenziale ihrer Maschinen optimal zu nutzen. Zugleich können Firmen ihre Mitarbeiter ihren Kompetenzen entsprechend einsetzen. Dadurch entfalten kollaborierende Roboter die Fertigkeiten des einzelnen Mitarbeiters, wirken dem Fachkräftemangel entgegen und sorgen für mehr Sicherheit und Zufriedenheit am Arbeitsplatz.