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Foto: TQ
Der Cobot be- und entlädt die Drehmaschine mit dem zu bearbeitenden Bauteil. 

Automatisierungstechnik

Kollaborativer Roboter vereinfacht die Automation

Eine kollaborative Roboterlösung von TQ für das Be- und Entladen einer Drehmaschine steigert die Produktivität und entlastet die Mitarbeiter.

Steigende Qualitätsansprüche, die zunehmende Produktvielfalt und auch der wachsende Kostendruck in der Zerspanungsbranche erfordern eine clevere Prozessautomatisierung, wie sie beispielsweise mit einem kollaborativen Roboter möglich ist. Richtig eingesetzt, sorgen Roboterlösungen nicht nur für zahlreiche Wettbewerbsvorteile, sondern auch für eine erhebliche Arbeitserleichterung für die Werker, da sie ihnen schwere und monotone manuelle Tätigkeiten abnehmen. So verwundert es nicht, dass in vielen Großbetrieben bereits Roboter im Einsatz sind. Kleinere Familienunternehmen und Mittelständlern bleiben bei der Roboterautomation jedoch häufig noch außen vor. Denn bei ihnen stehen oft folgende Fragen im Raum: Haben wir das Know-how, um den Roboter in Betrieb zu nehmen und auf unsere Anforderungen anzupassen? Ist die Lösung so flexibel, dass sie auch verschiedene Aufgaben übernehmen kann? 

Mit Automation Prozesssicherheit erhöht

Diese und ähnliche Bedenken hatte auch die Moser Zerspanungstechnik aus Kressbronn am Bodensee. Der Familienbetrieb ist auf Dreh- und Frästeile spezialisiert und fertigt hauptsächlich für Kunden aus den Bereichen Elektronik, Sondermaschinenbau sowie Luft- und Raumfahrt. Für Juniorchef Hannes Moser sind die Automatisierung des Unternehmens und die damit verbundenen Wettbewerbsvorteile für Produktion und Belegschaft eine Herzensangelegenheit, für die er eine kollaborative Roboterlösung des Unternehmens TQ gefunden hat. Dabei profitiert der Fertigungsbetrieb nicht nur von einer enormen Steigerung bei Prozesssicherheit und -geschwindigkeit, sondern auch von erheblichen Arbeitserleichterungen für seine Mitarbeiter. Das Fazit nach drei Monaten Einsatzzeit des Panda-Roboters von Franka Emika ist so gut, dass Moser bereits einen zweiten Roboter in Auftrag gegeben hat. Doch auch bei Moser galt es zunächst einmal herauszufinden, ob die Automatisierung der gewünschten Fertigungsprozesse überhaupt möglich und rentabel ist.

„Wir wollten mit möglichst wenig monetärem Einsatz erst einmal testen, ob eine Robotiklösung für unseren Bedarf generell in Frage kommt“, erinnert sich Moser. Um das herauszufinden, stellte er eine Machbarkeitsanfrage an verschiedene Roboterhersteller. Von der TQ-Group kam schließlich die entscheidende Reaktion. „Wir wurden gebeten, ein Video des betreffenden Prozesses einzuschicken, das TQ dann unverbindlich analysiert hat und uns bestätigen konnte, dass unser Vorhaben mit einem kollaborativen Roboter, einem sogenannten Cobot abbildbar ist“. Dafür hat Moser ein Beispiel des zu fertigenden Bauteils sowie den betreffenden Entgratdorn vorab an TQ geschickt. Dort wurde im Franka-Solution-Center ein Testprozess aufgebaut und die Durchführbarkeit der Anfrage per Video dokumentiert.

Der kollaborierende Roboter überzeugt mit intuitiver Bedienung

Danach ging alles ganz schnell: TQ brachte zum Ersttermin gleich einen Versuchsroboter mit, mit dem das Team von Moser Zerspanungstechnik sofort in der Fertigung prüfen konnte, wie sich der Prozess an der entsprechenden Drehmaschine, die ein großes Produktportfolio bearbeitet, automatisieren lässt. Die Firma Moser bekam daraufhin die Möglichkeit, das Set-up eine Woche lang zu testen und fein zu justieren. Der eingesetzte Franka-Emika-Roboter kann die verschiedenen zu automatisierenden Bewegungsabläufe per handgeführter, manueller Vorgabe lernen und lässt sich einfach und intuitiv über ein Touchdisplay bedienen. Für die Programmierung verschiedener Abläufe, zum Beispiel das Greifen eines Gegenstandes oder Wiederholungen eines Vorgangs, werden anschließend aus einem Menü auf dem Laptop per Drag-and-Drop verschiedene Apps ausgewählt, angeordnet, und der Roboter führt sie dann aus.

„Wir haben eine Lösung gesucht, mit der wir eine deutliche Zeiteinsparung beim Ein- und Umrüsten auf die verschiedenen Bauteile erzielen können“, so Moser. „Daher war eine wesentliche Vorgabe, dass es mit geringer Computer-Anwendungserfahrung gleich leicht zu bedienen und umzurüsten ist. Genau das ist der Fall. Das System ist so ausgelegt, dass es die Anwender schnell kennenlernen und umprogrammieren können – ohne Robotervorkenntnisse. Nach nur einer Testwoche konnten alle den Roboter völlig intuitiv bedienen – wie schnell und einfach das geht, hat mich schon überrascht.“

Roboter hat sich schon nach drei Monaten amortisiert

Der konkrete Anwendungsfall bei Moser sieht so aus: Der Cobot nimmt das Bauteil aus einer Teilerutsche ab, legt es in die Drehmaschine ein, nimmt es nach der Bearbeitung wieder heraus und befördert es schließlich als Schüttgut in eine Kiste. „Das System läuft problemlos“ freut sich Moser. Gefragt nach den größten Vorteilen der neuen Installation, erläutert er: „Zum einen ist die Qualität jetzt gleichbleibend auf hohem Niveau, weil der Roboter den Prozess immer exakt gleich ausführt und manuelle Fehlerquellen wegfallen. Und der Roboter macht auch keine Pause und braucht auch keinen Urlaub“, schmunzelt Moser. Das Unternehmen profitiert dank des Cobots von einer deutlichen Steigerung der Prozessgeschwindigkeit und konnte somit seine Produktivität massiv erhöhen. „Rückblickend auf die ersten drei Monate können wir jetzt schon sagen, dass wir einen sehr hohen ROI erzielen konnten, der Roboter hat sich jetzt schon amortisiert“, freut sich Moser.

Die höhere Prozesssicherheit und -geschwindigkeit sowie die Produktivitätssteigerung sind nicht die einzigen Vorteile des Cobot-Systems. Auch die Mitarbeiter an der Maschine profitieren in ihrem Arbeitsalltag erheblich von der neuen Lösung: „Der Roboter macht uns das Leben wirklich leichter“, bestätigt Jonas Fürst, Zerspanungsmechaniker bei Moser. „Das System ist sehr einfach zu bedienen und nimmt uns schwere und monotone Tätigkeiten ab, zum Beispiel das körperlich anstrenge Aufpressen von Hülsen, das früher noch manuell passierte. Dieser Prozess funktioniert jetzt komplett automatisiert.“ Das Team in der Fertigung freut sich auch über Erleichterungen und Zeiteinsparungen beim Umrüsten. „Ich kann den Roboter ganz einfach so programmieren, dass er das Umrüsten übernimmt. Das geht viel schneller, als wenn das Mitarbeiter übernehmen müssen.“, so Fürst weiter. Sein Resümee: „Wenn man hohe Stückzahlen bearbeitet und mit Eintönigkeit und körperlicher Anstrengung zu kämpfen kann, dann sind Cobots definitiv die Zukunft, da bin ich mir sicher. Und die Mitarbeiter können sich dann auf die Aufgaben konzentrieren, bei denen wirklich ihre Fingerfertigkeit sowie individuelles Know-how gefragt sind“.

Der zweite Cobot ist bereits bestellt

Ein weiterer, entscheidender Faktor war die Erreichbarkeit und Zuverlässigkeit des Service-Teams von TQ. „In der Testwoche hatten wir viel Telefonkontakt, da sich das Team damals in die neue Lösung einarbeiten musste – das hat alles super funktioniert“, so Moser. Dass der Service auch im Notfall reibungslos funktioniert, zeigte sich bei einem Systemausfall. Nach kurzer telefonischer Abklärung bekam Moser Zerspanungstechnik sofort einen Ersatzroboter geliefert und konnte die Produktion nach nur 48 Stunden wie gewohnt fortsetzen. „Damals war schnell klar, dass nur ein Austausch Sinn macht, um unsere Liefertermine einhalten zu können. Das ist uns auch gelungen, obwohl sich in den zwei Tagen natürlich schon einiges angestaut hatte. Aber das war kein Problem, denn der Ersatzroboter hat dann einfach länger in die Nacht hineingearbeitet, so konnten wir die Zeit wieder aufholen“, so Moser.

Bei Moser ist man so zufrieden, dass TQ mittlerweile die Bestellung für einen zweiten Cobot erhalten hat. Mit dem ersten Cobot konnten bereits alle Produkte, für die ursprünglich zwei Maschinen nötig waren, auf einer Maschine zusammengelegt werden. Warum also jetzt noch ein zweiter Cobot? „Mit dem zweiten Roboter haben wir noch mehr Ausweichmöglichkeiten, falls es an der einen Maschine mal ein Problem geben sollte. Und generell können wir dann sämtliche Artikelnummern, die wir fertigen, auf zwei Robotern abbilden – das ist unser Ziel“, erläutert Moser.

rk

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Foto: Franka Emika Der kollaborierende Roboter von Franka Emika verfügt über sieben Achsen. 
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Foto: TQ Der Roboter kann die verschiedenen zu automatisierenden Bewegungsabläufe an der Drehmaschine per handgeführter, manueller Vorgabe lernen. 
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Foto: TQ Der Cobot übernimmt auch das Aufpressen von Hülsen. 
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Foto: Zimmer

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