Automatisierung

Modulare Zelle mit Kuka-Roboter rüstet Werkzeugmaschinen

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Ein Werkzeugbauer und ein Automatisierer haben gemeinsam eine modulare Roboterzelle entwickelt, in dessen Zentrum ein Kuka-Roboter das Regiment führt. Der stählerne Werker ist ein wahrer Bewegungskünstler mit einem unschlagbaren Verhältnis zwischen Traglast und Reichweite.

Wirtschaftlicher, schneller und genauer produzieren – so lauten die aktuellen Anforderungen in der Metallbranche. Nur intelligente, roboterbasierte Lösungen können die Produktivität von Werkzeugmaschinen deutlich erhöhen. Dieser Herausforderung hat sich Marcel Haltiner, Geschäftsführer der Vischer & Bolli GmbH aus Lindau am Bodensee, gestellt: „Die Automatisierung in der Metallbranche schreitet immer weiter voran und das bedeutet, dass einzelne Prozessschritte wie zum Beispiel das Werkstückhandling und die Spanntechnik nicht mehr voneinander zu trennen sind.“ Zusammen mit Harald Bader, Chef der HBi Robotics GmbH in Gosheim, hat Haltiner eine modulare Roboterzelle entwickelt. Mit der neuen Komplettlösung ist nach eigenen Angaben die automatisierte Bearbeitung auch von großen Werkstücken, Vorrichtungen und Werkzeugen möglich.

Für die nötige Flexibilität sorgt ein Roboter vom Typ KR 60 des Herstellers Kuka, der in die Zelle integriert ist. Das Modell gehört zur mittleren Traglastklasse und ermöglicht die Bearbeitung von Werkstücken mit einem maximalen Gewicht von 40 kg und von Paletten mit einem Umfang bis zu 500 x 500 mm. Es lassen sich aber auch Roboter mit höherer Tragkraft einbauen, die dann Paletten mit Abmessungen von 800 x 800 mm wuchten können und mit einem Gewicht von 500 kg kein Problem haben.

Schwachstellen in der Automatisierung werden behoben

Mit der modular aufgebauten Zelle kann der Anwender die Zahl der zu bearbeitenden Werkstücke, Vorrichtungen und Werkzeughalter frei wählen. Einzel- und Serienfertigung sind gleichermaßen möglich. Die zugehörige Software gibt es in unterschiedlichen Ausbaustufen, wodurch beliebige Anbindungen an die Werkzeugmaschinen und an das ERP-System möglich sind. Mit der neuen Komplettlösung sollen die gegenwärtigen Schwachstellen in der Automatisierung und dabei speziell in der Metallindustrie behoben werden. Dazu gehören nach Ansicht der beiden Entwickler lange Stillstandzeiten. Zudem mangele es an der flexiblen Reaktion auf Produktmodifikationen und Nachfrageänderungen.

Bislang musste bei der Bearbeitung von Werkstücken die Spanntechnik separat zugekauft werden. Im Gegensatz dazu wird in der neuen Roboterzelle ein Spannsystem modular integriert. Die Werkstücke lassen sich so manuell oder per Roboter am Rüstplatz in die Vorrichtungen spannen, wobei die händische Vorgehensweise vor allem für Einzelteilfertigungen sinnvoll ist. Bei Serienteilen übernimmt diese Aufgabe der Roboter, der mannlos im Dreischicht-Betrieb unabhängig von den Losgrößen autonom fertigen kann. Zudem lässt sich mit der Zelle der Anteil der Bearbeitungsaufgaben steigern. Außerdem können mehrerer Maschinen in der Fertigung und in der Produktionslogistik verlinkt werden. Das wiederum verringert die Stillstandzeiten und führt automatisch zu kürzeren Taktzeiten. Mit einem Werkstückpalettierer kann der Nutzer mehr als tausend gleiche oder unterschiedliche Werkstücke wechseln, wodurch die Autonomie der Anlage noch einmal gesteigert und die Amortisationszeit verringert wird. „Der Anwender bekommt die Lösung, die er möchte“, bringt es Bader auf den Punkt. „So bleiben der Platzbedarf und die Investitionskosten auf ein Minimum beschränkt.“

Die modulare Roboterzelle ist in fünf Ausbaustufen erhältlich. Die Basis bildet der Werkstückpalettierer der Reihe pts von HBi Robotics. Dabei handelt es sich um ein platzsparendes Palettier-System mit integriertem Roboter der Baureihe KR 60 von Kuka. Mit der Lösung lässt sich eine schnelle und einfache Umrüstung bei großer Teilevielfalt realisieren. Optional sind zusätzliche Funktionen erhältlich wie zum Beispiel die automatische Teileerkennung mit einer Kamera. Zur zweiten Grundausstattung gehört ein Maschinentisch von Vischer & Bolli mit integriertem Nullpunkt-Spannsystem für Vorrichtungen. In den weiteren Ausbaustufen kommen Vorrichtungsregale für die direkte Vorrichtungs- und Werkstückbeladung sowie ein Werkzeugmagazin hinzu. Wenn mehrere Anlagen, Maschinen oder Rüstplätze bedient werden sollen, lässt sich der Roboter auch auf eine Linearachse verbauen und kann dann einen größeren Arbeitsbereich abdecken. (ub)



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