Knickarmroboter – unbefristet angestellt

Wenn es um die automatisierte Handhabung von hochwertigen Kunststoff-Bauteilen geht, entscheiden sich die Fachleute von der Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG, Illertissen, grundsätzlich für die Projektierung und Konstruktion im eigenen Hause. Robert Heller, verantwortlich für die Konstruktion der Automatisierungseinrichtungen: „Wir setzen seit mehr als zwanzig Jahren lineare Handhabungssysteme ein, die wir selbst an unsere Anforderungen anpassen.“ Diese Systeme arbeiten mit hoher Geschwindigkeit und sind sehr einfach aufgebaut, aber nicht übermäßig flexibel. Der Wunsch nach zusätzlichen Achsen und Freiheitsgraden hatte zur Folge, dass sich Weiss nach einer anderen Lösung umsah.

Dabei wollte man aber das Know-how der individuellen Adaptierung an die jeweilige Aufgabe im eigenen Hause behalten. Robert Heller: „Wir suchten nicht nach fertigen Lösungen, sondern nach einer Plattform, die wir universell nutzen können – und zwar durchgängig für die gesamte automatisierte Handhabung, von der Entnahme der Bauteile aus dem Werkzeug über unterschiedlichste Montageaufgaben bis zur Verpackung.“ Sieger dieser Auswahl ist der Knickarmroboter, der nun als Werksstandard etabliert und definiert wurde. Die Geschäftsleitung geht davon aus, dass nun immer mehr dieser Anlagen zum Einsatz kommen – außer bei solchen Anwendungen, in denen die altbewährten Linearsysteme ausreichen oder eben günstiger sind.

Nach umfangreicher Marktrecherche entschied sich der Kunststoffverarbeiter für die Knickarmroboter-Baureihe eines namhaften Herstellers. Ausschlaggebend für diese Wahl war unter anderem die einfache Bedienung beim Einrichten und Programm- sowie Greiferwechsel. Die Komplexität der Programmier-Oberfläche hingegen war kein relevantes Kriterium, weil Weiss hier umfassendes Know-how vorzuweisen hat und diese Aufgabe auch weiterhin selbst erledigt. Robert Heller: „Wir legen größten Wert darauf, dass wir die Programmierung selbst erledigen. Der Roboter muss sich an die Zykluszeiten der Maschine anpassen und deshalb mit der Maschinensteuerung kommunizieren. Auch in das CAQ-System für die Qualitätssicherung sind die Roboter eingebunden. Stand alone-Lösungen kommen für uns nicht in Frage.“

Auch auf die Auswahl von traditionellen Greifern kann Weiss verzichten, weil man die Greifelemente ebenfalls selbst fertigt. Das ist eine durchaus anspruchsvolle Aufgabe, da die Greifer mit integrierter Lasermesstechnik ausgestattet sind, die sowohl tief schwarze als auch transluzente Kunststoff-Komponenten erkennt. Die Sensorik prüft die soeben gefertigten Teile auf Vollständigkeit und stellt sicher, dass die Angussteile entfernt sind. Sie überprüft bei jedem einzelnen Bauteil die Kontur und die Abmessungen. Zudem können die Sensoren während des Greifens erfassen, ob beispielsweise Ausstanzungen vorhanden sind und ob sich die soeben montierten Rasthaken in der richtigen Position befinden.

Die ersten Knickarmroboter der neuen Plattform, die Weiss in Betrieb nahm, werden für Montageaufgaben eingesetzt. Sie prüfen zum Beispiel, ob bei Polyamid-Kettenspannern die montierten Clipsverbindungen vorhanden und funktionsfähig sind. Teile, die sie als „n.i.O.“ erkennen, werden ausgeschleust. Die „i.O.-Teile“ werden in einem Tray abgelegt. Der Roboter stapelt auch die vollen Trays auf einer Palette und stellt ein Leer-Tray bereit. Für diese verschiedenen Aufgabe benötigt er eine relativ große Reichweite und mehr Freiheitsgrade als die bisher eingesetzten Portalroboter bereitstellen können. Deshalb war der Systemwechsel auf die flexibleren Knickarmroboter aus Sicht von Weiss der logische nächste Schritt.

Auch bei der klassischen Automations-Aufgabe in der Spritzgussfertigung – der Entnahme von Teilen aus dem Werkzeug – bieten Knickarmroboter aufgrund der hohen Reichweite und der höheren Flexibilität Vorteile. Während der Portalroboter die Komponenten auf einem Förderband ablegte, wo sie manuell entnommen und verpackt wurden, kann der Roboter die Teile jetzt direkt in der Versandeinheit, zum Beispiel in einer Gitterbox, ablegen. Das vereinfacht und beschleunigt die Abläufe und spart auch Platz. Die direkte Verbindung zur Maschinensteuerung und zur QS-Software schafft die Voraussetzung dafür, dass die Ausschussteile direkt aussortiert und separat abgelegt werden können.

Der Nutzen für den Kunden: Dank der Verbindung von Robotik und Qualitätsprüfung erhält er zu 100 % geprüfte Komponenten in vollkommen reproduzierbarer Qualität.

Weiss kauft nur die Roboter-Hardware ein und übernimmt sämtliche Integrationsaufgaben selbst – einschließlich der Entwicklung und Fertigung der Greifer und der Integration der Sensorik und Messtechnik. Auch intelligente Kamerasysteme, die anstelle der sonst eingesetzten Laser-Sensoren eine visuelle Kontrolle der Bauteile übernehmen, wurden bereits integriert. Robert Heller: „Unser neuer Standard bewährt sich in der Praxis, so dass wir ab jetzt sukzessive auch ältere Systeme ersetzen werden.“ os