Roboter von Universal Robots mit Greifer von Robotiq

Die Handhabung von Teilen lässt sich auch in KMU per Roboter automatisieren. Im Bild zu sehen ist ein Cobot von Universal Robots in einer Anwendung bei Beyerdynamic. - Bild: Universal Robots

| von Susanne Nördinger

Immer dasselbe Teil in eine Maschine einlegen, macht Menschen müde. Den Roboter stört es hingegen gar nicht, Tag für Tag und gerne auch in der Nacht solche Aufgaben zu erledigen. Es lohnt sich daher oftmals, Maschinen per Roboter zu beladen und zu entladen.

Auch kleinere und mittlere Industriebetriebe – die sogenannten KMU – können das Handling sinnvoll per Roboter automatisieren. Das kann Kosten sparen, effizienter machen oder die Produktqualität steigern. Glauben Sie nicht? Dann lesen Sie diesen Beitrag mit fünf Beispielen aus der Praxis.

Wie ein Roboter die Blechbearbeitung effizienter macht

Ein Kuka-Roboter in einer Roboterzelle von Rohmann Automation
Dank automatisierter Handhabung kann die Produktivität in der Blechbearbeitung mit dieser Roboterzelle um bis zu 40 Prozent steigen. - Bild: Kuka

Kleine und mittlere Unternehmen rechnen genau, ob sich eine Investition lohnt oder nicht. Das weiß auch bei Rohmann Automation GmbH aus Ingelheim am Rhein. Das Unternehmen beschäftigt zehn Mitarbeiter und unterstützt andere Firmen aus der Metall-, Automobil-, Luftfahrt- und Lebensmittelindustrie bei der Automatisierung.

Speziell für kleinere und mittlere Unternehmen hat die Firma eine Roboterzelle entwickelt, mit der sich der Biegevorgang von Blechteilen automatisieren lässt. Die Roboterzelle ist mit dem Kuka-Roboter KR Agilus R 700 ausgestattet.

Die Anlage ist darauf ausgelegt, Bleche für elektrische Antriebssysteme zu fertigen. Dazu befinden sich an zwei Seiten der Zelle jeweils vier Fächer, mit denen die Bauteile manuell in den Arbeitsbereich des Roboters zugeführt werden. In der Zelle werden die Bleche auf Rohteil-Magazinen gestapelt. Per Tastendruck startet der Roboter seine Arbeit, verfährt zum Rohteil-Magazin und greift das oberste Blech mittels Vakuum-Sauger auf.

Anschließend verfährt er zu der ebenfalls in der Zelle integrierten Servopresse. Dort führt der Roboter das Bauteil millimetergenau der Presse zu, welche es automatisiert abkantet. Anschließend wird das Blech in eine von vier Ablage-Magazinen abgelegt. Die Roboterzelle ist so konzipiert, dass sie auch während des Arbeitsprozesses be- und entladen werden kann.

„Mit dieser kompakten Roboterzelle kann die Produktivität um rund 40 Prozent gesteigert werden“, sagt Geschäftsführer Jascha Rohmann.

Warum Roboter-Handhabung den Fachkräftemangel löst

Die Greiferbacken des Onrobot-Greifers lassen sich schnell und einfach auswechseln
Zur Handhabung der individuellen Produkte hat Donk Industries eigens Greiferspitzen entwickelt, die die Mitarbeiter in wenigen Minuten am RG6 von OnRobot montieren können. - Bild: Onrobot

Donk Industries gehört zu den größten Kleinserienfertigern in den Benelux-Staaten. An seinem Standort im niederländischen Lopik produzieren rund 100 Mitarbeiter Aluminiumteile aller Art für niederländische und internationale Kunden. Die Variantenvielfalt ist hoch, das Personal muss hoch qualifiziert sein.

Um die Fertigung flexibel zu automatisieren, nutzt Donk kollaborierende Roboter.So bestückt ein RG6-Greifer von Onrobot eine der acht CNC-Maschinen in den Werkshallen. Der Greifer ist dabei an das Ende eines Cobots montiert und wird mit einem OnRobot-HEX-Sensor kombiniert. Dieser Kraft-/Drehmoment-Sensor sorgt für das notwendige Fingerspitzengefühl, damit der Greifer Werkstücke präzise greifen und seine Aufgaben effizient erledigen kann.

Voraussetzung für das reibungslose Be- und Entladen der Maschine ist eine eigens angefertigte Beladestation des Systemintegrators Olmia Robotics. Aus dieser entnimmt der Greifer ein Bauteil und setzt es in die Maschine ein. Nach dem Fräsvorgang holt er das fertige Produkt wieder heraus und legt es im Magazin ab. Der Zyklus wiederholt sich, bis alle Bauteile den Vorgang durchlaufen haben.

Die Fingerspitzen des RG6 lassen sich nun innerhalb von Minuten austauschen. So kann der Cobot verschiedenste Werkstücke sicher greifen. Die kollaborative Applikation hat den Outcome der CNC-Maschine verdoppelt und sorgt für eine höhere Produktqualität.

Video: So geht Bin Picking per Roboter

Unser Kollege Wolfgang Kräußlich zeigt in seinem Video eine neue Software, mit der sich unsortierte Teile einfach per Roboter greifen lassen.

Wie Roboter-Handling das Spritzgießen zukunftsfähig macht

Ein Fanuc-Roboter in der Anwendung bei Hans Arnold Kunststofftechnik
Das automatisierte Beladen der Spritzgießmaschinen sorgt bei Hans Arnold Kunststofftechnik für eine hohe Produktqualität. - Bild: Fanuc

Bei Hans Arnold Kunststofftechnik automatisiert man nicht nur des Geldes wegen. Man will vor allem zukunftsfähig bleiben. 170 Mitarbeiter arbeiten für das mittelständische Unternehmen. Fachpersonal ist nicht beliebig verfügbar und die Qualitätsansprüche der Kunden nehmen zu. Speziell bei Spritzprozessen mit Einlegeteilen ist aber eine Automatisierung mit Robotern von Vorteil. Denn das manuelle Einlegen könne zu Fehlern führen.

Für die Produktion eines Handgriffes für einen Winkelschleifer von Bosch nutzt Arnold Kunststofftechnik daher eine vollelektrische Spritzgussmaschine Roboshot α-S 150iA und ein M-20iA Roboter von Fanuc, Zuführtechnik von Grimm mit Vereinzelungstechnik für Schrauben, Visionsystem von Fanuc mit Sony-Kamera eingehaust von einem Schutzzaun.

Alle Prozesse werden über die Robotersteuerung initiiert und gesteuert. Bewusst wurde die Anlage ohne SPS gebaut. Beim Einschalten macht der Roboter eine Referenzfahrt, alles wird in den Ausgangszustand versetzt und die Anlage kann von der Spritzgussmaschine aus gestartet werden.

Warum der Greifer für die präzise Handhabung entscheidend ist

Ein Dualarmroboter ist mit einem individuellen Greifsystem ausgestattet, das Komponenten von Schunk enthält
Das Greifsystem bei diesem Roboter besteht aus sechs Kleinteilegreifern, die via IO-Link über eine Ventilinsel angesteuert werden. - Bild: Schunk

Bei Denk Kunststofftechnik entstehen Spritzgussteile für die Automotive-Industrie in hohen Stückzahlen und mit hohen Qualitätsanforderungen. Damit das gelingt konstruiert das Unternehmen mit rund 100 Mitarbeitern weltweit die Greifsysteme an den automatisierten Handling-Anlagen immer öfter in Eigenregie.

Sie müssen ein prozesssicheres Handling gewährleisten und zugleich eine zuverlässige Abfrage der relevanten Prozessschritte ermöglichen. Bei den eingesetzten Greifsystemen ist sehr wichtig, wie präzise die Abfrage erfolgen kann. Denn bei nur einem Millimeter Spiel in den Greiferbacken lasse sich ein Schließhub von drei Millimetern schlicht und ergreifend nicht zuverlässig abfragen, teilt das Unternehmen mit.

Bei Denk wird daher gerne der Kleinteilegreifer MPG-plus von Schunk genutzt. Bei diesen Parallelgreifern könne nicht nur ein Endpunkt abgefragt werden, sondern auch ein mittlerer Punkt, der sich sehr gut einstellen lässt, berichtet die Firma. Geht ein Bauteil verloren steht der Endschalter auf Null und meldet den Verlust.

Weiterhin ist der Schunk-Greifer leicht und klein, was einen Vorteil darstellt. Ein schwerer Greifer verlangsamt den Roboter. Das kostet Zykluszeit und Zykluszeit ist bei Denk bares Geld. Das Greifsystem kommt zum Beispiel an einem 15-Achs-Dualarmroboter von Yaskawa zum Einsatz.

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So klappt die Königsdisziplin ‚Griff in die Kiste‘

Bin Picking Lösung vom Münchner Startup Robominds
Das Münchner Startup Robominds bietet eine Bin-Picking-Lösung, die sich auch für KMU eignet. - Bild: Robominds

Beim sogenannten ‚Griff in die Kiste‘ - oder auf Englisch ‚Bin Picking‘ – greift sich der Roboter selbstständig ein Teil, das unsortiert und somit auch nicht lagerichtig in einer Kiste oder Box bereitgestellt wird. Früher ließ sich diese Aufgabe nur mit komplizierten und meist selbst gebauten Spezialkonstruktionen lösen. Heute gibt es dafür intelligente Komplettsysteme, die auch kleinere Industriebetriebe einfach nutzen können.

Mittels Künstlicher Intelligenz und aufwändigen Vision-Algorithmen löst beispielsweise Robominds aus München die Aufgabe. Dazu wird am Roboterarm oder über der Roboter-Station eine Kamera montiert, die beliebige zu greifende Objekte ungelernt und koordinatenunabhängig erkennt und selbstständig optimale Greifpunkte identifiziert.

Das durch den Cobot-Hersteller Universal Robots zertifizierte Produkt besteht aus Hardware und zugehöriger Software. Da die Intelligenz des Systems in der Software liegt und quasi im Hintergrund arbeitet, sind die Fähigkeiten des Systems bereits vorinstalliert. So gelingt es jedem Menschen, der ein Smartphone bedienen kann, den Griff in die Kiste zu meistern und das vollkommen ohne Robotik- oder tiefgreifende Programmierkenntnisse. „Selbst Anfänger in der Robotik berichten uns, dass sie nach rund neunzig Minuten die ersten Teile erfolgreich gegriffen haben“, berichtet CEO Tobias Rietzler.

Auch das dänische Unternehmen Scape Technologies ist darauf spezialisiert, Schüttgut und zufällig verteilte Objekte mit einem Roboter aus einer Kiste zu greifen. Die Firma bietet verschiedene Komplettpakete, die aus Hardware (Kamera) und Software bestehen, für das Bin Picking an. Dabei ist das Produkt ‚Mini-Picker‘ speziell für die Bedürfnisse von KMUs entwickelt worden.

Einer der Anwender ist Metallbearbeiter FJ Industries. Die Teile werden unsortiert in einer Kiste angeliefert. „Die Kamera am Roboter hilft uns, das nächste Objekt zu greifende Objekt automatisiert zu erkennen“, berichtet ein Unternehmenssprecher. Dadurch hoffe man, die Mannstunden an der zugehörigen Anlage deutlich reduzieren zu können. Denn ein Werker könne sich dann um mehrere Maschinen kümmern.

 

 

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