Das mobile Robotersystem Helmo kann autonom fahren und innerhalb seiner Produktionsumgebung navigieren.

Automatisierungstechnik

Robotersystem für die Maschinenbeschickung 4.0

Mit dem fahrbaren Robotersystem Helmo läutet Stäubli eine neues Zeitalter für das Be- und Entladen sowie für die Verkettung von Werkzeugmaschinen ein.

von Ralf Högel

Seit vielen Jahren fokussiert sich Stäubli auf die Automation von Werkzeugmaschinen und hat zahlreiche Robotiklösungen für dieses Aufgabenspektrum entwickelt. Konstruktionsbedingt eignen sich die Sechsachser sehr gut für den Einsatz an und in Werkzeugmaschinen, wo der direkte Kontakt mit Schleifstaub, Spänen und Kühlschmierstoffen tägliche Praxis ist.

Einer der Hauptgründe dafür ist ihre voll gekapselte Bauweise. Die Roboter erfüllen die Schutzart IP 65 und haben innenliegende Kabel und Versorgungsleitungen. Eine weitere Innovation ist die vertikale Kabeldurchführung, bei der sich sämtliche Anschlüsse vor Kühlschmierstoffen und Spänen geschützt unter dem Roboterfuß befinden.

Für den Einsatz innerhalb von Werkzeugmaschinen, bei denen die Roboter der permanenten Beaufschlagung mit Kühlschmierstoffen ausgesetzt sind, empfiehlt Stäubli die zusätzlich geschützten HE-Ausführungen. Bei diesen Feuchtraumrobotern finden Edelstahlteile, Spezialdichtungen sowie besonders beschichtete Gehäuseteile Verwendung. Das Handgelenk ist in IP 67 gehalten und damit wasserdicht. Seine Konstruktion verhindert zudem das Eindringen von Spänen oder sonstigen Fremdkörpern.

Neue Ära in der Beschickung von Werkzeugmaschinen

Jetzt erweitert Stäubli dieses maßgeschneiderte Programm um ein mobiles Robotersystem, das eine neue Ära in der Beschickung von Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren einläutet. Erstmals löst sich die Automation von ihrem starren Korsett und erreicht dank der Mobilität des Systems eine neue Flexibilität. Um den technologischen Quantensprung zu verstehen, hilft der Blick auf das mobile Robotersystem Helmo.

Mit Helmo steht ein mobiles Robotersystem zur Verfügung, das komplexe Aufgaben bei der Automatisierung von Werkzeugmaschinen übernehmen kann, die bis dato als nicht automatisierbar galten. Die neuen Freiheiten und Möglichkeiten werden am ehesten deutlich, wenn man sich die Fähigkeiten im Einzelnen betrachtet.
Das System kann sowohl heutige als auch ältere Werkzeugmaschinen be- und entladen. Weil es auch autonom in realen Produktionsumgebungen navigieren kann, ist es in der Lage, mehrere Bearbeitungszentren zu bedienen oder diese zu verketten.

Mobiler Roboter erreicht höhere Auslastung

Was diese Performance für die Praxis bedeutet, zeigt sich an unterschiedlichen Einsatzbeispielen. Bislang ist die Automation von Werkzeugmaschinen immer dann problematisch, wenn eine komplexe Teilebearbeitung lange Hauptzeiten zur Folge hat. Liegt die reine Bearbeitungszeit bereits bei 30 Minuten, kommt der Roboter nur zwei Mal in der Stunde zum Einsatz. Tatsächlich ist die Auslastung stationärer Roboter oftmals sehr niedrig, denn nicht immer lassen sich zusätzliche Arbeitsinhalte in die Zelle packen.

Helmo kennt diese Probleme nicht: Während der Maschinenhauptzeit kann er entweder weitere Werkzeugmaschinen be- und entladen oder sonstige Aufgaben wie den Teiletransport oder dergleichen übernehmen. Eine optimale Auslastung ist also stets gegeben.

Ein weiteres Einsatzszenario findet sich bei Betrieben, bei denen moderne Bearbeitungszentren neben älteren CNC-Maschinen arbeiten. Die Automation der älteren Maschinen gilt in den meisten Fällen als unwirtschaftlich, obwohl deren Leistungsfähigkeit noch immer den Anforderungen gerecht wird. Auch für diese Konstellation bietet Helmo die Lösung: Das mobile Robotersystem kann sowohl die neuen wie die älteren Maschinen automatisieren und diese bei Bedarf sogar verketten. Damit sorgt er für eine hohe Autonomie in der spangebenden Fertigung.

Für die smarte Produktion

Last but not least ist das mobile Robotersystem erste Wahl für Einsätze in Industrie-4.0-Umgebungen. Mit ihm lässt sich der komplette Workflow in der smarten Produktion automatisieren und die Fertigung kleiner Losgrößen wirtschaftlich darstellen. Dazu erhält Helmo einen Fertigungsauftrag aus dem ERP-System, holt selbständig das Rohteil aus dem Lager, steuert das vorgesehene Bearbeitungszentrum an, legt das Teil ein, entnimmt es nach erfolgter Bearbeitung, transportiert es zur Qualitätssicherung und übergibt es danach direkt in den Versandbereich – fertig.

Die Beispiele verdeutlichen die Auswirkungen mobiler Robotersysteme auf die Automation und Verkettung von Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren. Mit einer Flexibilität, die gegen unendlich geht und die starren Konzepte der Vergangenheit aufbricht, lassen sich völlig neue, digital vernetzte Produktionsprozesse darstellen, die zu einer signifikanten Steigerung von Wirtschaftlichkeit und Produktivität führen werden.

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