Dem Roboter eröffnet sich ein neues Betätigungsfeld: Die Automation von Werkzeugmaschinen. So offeriert Hommel Präzision diverse Kreuzschleifmaschinen mit einem adaptierten 6-Achsen-Roboter.
Klaus Dieter Henecke ist Fachjournalist in Olpe
Roboter sind in vielen industriellen Bereichen die Antwort auf unterschiedlichste Rationalisierungsaufgaben. Allein in Deutschland verrichten mittlerweile um die 100 000 eiserne Gesellen ihren Dienst. Dass ihre Zahl auch künftig stetig steigen wird, scheint gewiss. Denn der Kostendruck auf Fertigungsunternehmen dürfte weiterhin eher zu- als abnehmen.
In Folge wird der Fertigungsstandort Deutschland auf Dauer nur bestehen, wenn die Betriebe ihre Prozesse optimieren. Für Handlingaufgaben empfehlen sich Roboter zusehends, insbesondere auch für das Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen als effizientes und flexibles Rationalisierungsinstrument. Dass sich selbst sehr anspruchsvolle Aufgaben wie beim Kreuzschleifen durch Roboter erledigen lassen, kann die Hommel Präzision GmbH mit zwei unterschiedlichen Applikation nachweisen. So adaptierten die Kölner in Kooperation mit der Firma HandlingTech an einer horizontalspindligen Sunnen KGM-5000 und einer Sunnen VSS mit Rundtaktisch und vier Vertikalspindeln je einen 6-achsigen Hochgeschwindigkeitsroboter der Baureihe Fanuc LR Mate 200i.
Die Kosten für den in einer CE-konformen und UVV-gerechten Schutzzelle platzierten Roboter sind erstaunlich gering. Das gilt auch für die maschinenbauliche und steuerungstechnische Integration. Zum Umfang gehören auch individuelle Zusatzausstattungen wie Palettensysteme und Werkstückgreifer, die sich jeweils den Erfordernissen der Werkstücke und den Wünschen des Anwenders anpassen lassen. Je nach Pflichtenheft übernimmt der Roboter nicht nur das Be- und Entladen, sondern darüber hinaus weitere Aufgaben. Der Kollege aus Blech reinigt Werkstücke und Aufnahmevorrichtungen, entgratet und bürstet Teile oder überprüft – analog zur Werker-Selbstkontrolle – die Arbeitsergebnisse durch Post-Process-Messungen und SPC. Kurz: Durch Adaption des Roboters lassen sich die Sunnen-Maschinen zu einer vollautomatisierten Kreuzschleifzelle ausbauen.
Das war bislang auch schon möglich – zum Beispiel mit Hilfe von Portalladern. Allerdings bietet der Roboter im Vergleich mit herkömmlichen Automationslösungen geldwerte und prozessuale Vorteile. Hervorzuheben sind der geringe Platzbedarf und die kurzen Wege zwischen Werkstückablage und Maschinenspindel. Daraus resultieren kurze Nebenzeiten. Die direkt neben der Maschine platzierte Automationszelle benötigt lediglich 1200mm x 1200mm Stellfläche. Außerdem sind Maschinenarbeitsraum und Roboterzelle gut zugänglich und direkt einsehbar, was beispielsweise das Rüsten vereinfacht und beschleunigt.
Auch die Verkettung von Maschinen ist möglich
Weitere Vorteile ergeben sich aus der Flexibilität der Knickarmroboter und der Modularität des Gesamtsystems. So können Anwender die Automationszelle schnell und kostengünstig an sich ändernde Anforderungen anpassen. Knickarmroboter bieten systembedingt eine gute Wiederverwendbarkeit, wenn zum Beispiel die ursprünglich automatisierte Maschine ausgetauscht wird. Selbst die Mehrmaschinenbedienung ist in manchen Fällen möglich: Bei einer Maschinenverkettung kann der Roboter in Kombination mit einer linearen Fahrachse die Lösung sein.
Der von Hommel Präzision eingesetzte 6-Achser hat eine maximale Ausladung von 856 mm. Seine Tragkraft erlaubt das Handling von bis zu 1,5 kg schweren Werkstücken. Die Positioniergenauigkeit ist besser als 0,04 mm. Das ist selbst für kniffelige Positionieraufgaben hinreichend genau. Für das Handling von schwereren Teilen stehen nach Angaben der Kölner entsprechend leistungsfähige Roboter zur Auswahl. Das Standardlieferprogramm von Fanuc Robotics bietet hierfür eine fein abgestufte Modellreihe, mit der sich nach eigenen Angaben alle denkbaren Automatisierungs-Aufgaben realisieren lassen. Die Fanuc-Roboter bieten eine Traglast bis zu 450 kg. Die Reichweite liegt bei maximal 3,5 m.
Das Einrichten und Programmieren der Knickarmroboter ist keine Hexerei. Der eiserne Geselle wird im Teach-in-Verfahren programmiert. Wie es bei Hommel Präzision heißt, komme jeder normal talentierte Einrichter schnell damit zurecht und zuverlässig zu den gewünschten Steuerungsprogrammen.
Entwarnung geben die Kölner auch beim Thema Interaktion zwischen Maschinensteuerung und Roboter-Controller. Für die maschinenbauliche und steuerungstechnische Kopplung von Kreuzschleifmaschine und Roboter steht Hommel Präzision gerade. Die Systemkompetenz und damit auch die Gesamtverantwortlichkeit für die Applikation liegt somit in einer Hand. Wenn es klemmt, bleibt der Anwender nicht im Regen stehen. Im Servicefall sind die Zuständigkeiten auf jeden Fall klar definiert und garantiert.
Laut Servicestatistik besitzen die Fanuc Knickarmroboter im Zweischichtbetrieb eine Verfügbarkeit von 99,99 % und wären damit Weltmeister in Sachen Zuverlässigkeit. Im Idealfall arbeitet der von Hommel Präzision adaptierte Roboter rund um die Uhr an 365Tagen im Jahr. Die Leistungskurve bleibt über den gesamten Zeitraum konstant. Hinzu kommt, dass Sozialabgaben, Vorsorgeaufwendungen sowie betriebs- und arbeitsrechtliche Fragen komplett unter den Tisch fallen. Das klingt herzlos, zumal jeder Roboter drei bis vier Maschinenbediener ersetzen kann. Tatsache ist aber auch, dass nur wettbewerbsfähige und profitable Unternehmen langfristig sichereArbeitsplätze bieten können.
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