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Roboter in Fertigungszelle eingesetzt, um Fräsmaschine automatisch zu beladen
Beim österreichischen Spindelhubgetriebe-Hersteller ZIMM werden KUKA Roboter für das Beladen der Fräsmaschine in einer modularen Zelle eingesetzt. So entstehen 30 unterschiedliche Bauteiltypen – inklusive automatisierter Nachbearbeitung der Werkstücke.
Beladeroboter von KUKA automatisiert die Produktion von Premium-Spindelhubgetrieben
Unter der Hebebühne in der Autowerkstatt oder zur Überbrückung von Höhenunterschieden in industriellen Förderanlagen – die Spindelhubgetriebe des Herstellers ZIMM verrichten ihren Dienst meist, ohne dass sie ins Auge fallen. Die Produktion der Getriebe am Hauptsitz des Unternehmens ist jedoch ein echter Blickfang: Eine Fünfachsen-Fräsmaschine des Herstellers GROB sorgt dafür, dass aus Alu- und Guss-Würfeln in verschiedenen Größen hochpräzise Bauteile entstehen. Die Werkzeugmaschine ist Teil einer modularen Fertigungszelle, in der ein Beladeroboter von KUKA die Aufgabe hat, die Fräsmaschine automatisch zu beladen und ein KR AGILUS die automatisierte Nachbearbeitung der Werkstücke übernimmt.
In der Zelle sind KUKA Roboter für das Beladen der Fräsmaschine und die automatisierte Nachbearbeitung der Werkstücke zuständig.
Roboter beladen die Fräsmaschine und übernehmen die automatisierte Nachbearbeitung der Werkstücke
„Bislang wurden die Werkstücke meistens manuell auf Paletten gespannt“, erklärt Marcel Haltiner, Leiter Automation bei der Vischer & Bolli GmbH. „Das war zeitaufwändig und kostspielig.“ Um die Produktion von ZIMM effizienter zu gestalten und gleichzeitig produktiver zu machen, entwickelten die Unternehmen Vischer & Bolli und HBI Robotics gemeinsam eine modulare Roboterzelle, bestückt mit einem KR QUANTEC und einem KR AGILUS von KUKA. Die Roboter beladen die Fünfachsen-Fräsmaschine und übernehmen die automatisierte Nachbearbeitung der Werkstücke sowie die Ausgabe der fertigen Getriebekomponenten.
Maschineller Helfer: der KR QUANTEC als Beladeroboter in der Automatisierungszelle.
Beladeroboter und Fertigungszelle erhöhen Produktivität und Effizienz
Statt wie bisher händisch Maschinenpaletten zu bespannen, bestücken Mitarbeiter nun Tablare innerhalb eines Liftsystems. In dem vier Meter hohen Turm lagern Rohmaterial und bearbeitete Endprodukte, die Spannvorrichtungen und gegebenenfalls Werkzeuge. Anschließend beginnt die Arbeit der angeschlossenen Roboterzelle. Ein KR QUANTEC Roboter vom Typ KR 240 R2900 ultra entnimmt zunächst die mit Rohteilen bestückten Tablare aus dem Liftsystem und legt sie auf einen Vorsatztisch. Anschließend positioniert der Roboter vier Rohteile automatisch in einer Vorrichtung und setzt diese in die Fräsmaschine ein.
Rohmaterial rein, fertiges Werkstück raus: Ein Mitarbeiter von ZIMM bestückt die Tablare im Liftsystem.
Mit der modularen Zelle ist wirtschaftliche Fertigung ab Losgröße eins möglich
„Die Maschine kann etwa 30 verschiedene Bauteile in Losgrößen zwischen 1 und 200 aus Aluminium und Gusseisen fertigen“, erklärt Marcel Haltiner und ergänzt: „Durch die Beladung der Vorrichtung außerhalb der Maschine vermeiden wir unnötige Stillstandzeiten. Indem der Roboter nur die bestückten Vorrichtungen be- und entlädt, können wir den gesamten Prozess noch effizienter gestalten.“
Während die Fräsmaschine die vier Werkstücke bearbeitet, bestückt der KR QUANTEC eine weitere Vorrichtung. Sind die Bauteile von beiden Seiten fertig bearbeitet – der Wendevorgang erfolgt ebenfalls automatisiert – legt sie der Roboter auf dem Nachbearbeitungsplatz in der Zelle ab. Dort entgratet und reinigt sie ein KR AGILUS vom Typ KR 10 R900-2.
Der Beladeroboter von KUKA spannt vier Werkstücke in die Vorrichtung, um die Fräsmaschine automatisch zu beladen.
Mannlose Schichten erhöhen Wettbewerbsfähigkeit
Hat ein Bauteil alle Schritte durchlaufen, sortiert der KUKA Roboter es wieder auf seinen Platz auf dem Tablar, das anschließend im Liftsystem geparkt wird. Die Mitarbeiter entnehmen auf der anderen Seite die fertigen Produkte. Für ZIMM bedeutet die Roboterzelle eine enorme Weiterentwicklung der Produktionsprozesse. „Die Automatisierung erlaubt es uns unter anderem, in mannlosen Schichten nachts und am Wochenende zu produzieren, was unsere Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit erhöht“, sagt Hardy Ponudic, Produktionsleiter bei ZIMM.
Die automatisierte Nachbearbeitung der Werkstücke übernimmt ein KR AGILUS von KUKA.
Roboter beladen die Fräsmaschine, die Mitarbeiter investieren ihre Zeit in wertschöpfende Tätigkeiten
Was vorher mit großem Personal- und Zeitaufwand manuell erledigt wurde, führen nun die Roboter in der Zelle aus. Im Zuge des Fachkräftemangels wird es auch für ZIMM immer schwieriger, qualifizierte Mitarbeiter zu finden. Durch die Automatisierung lassen sich Mitarbeiter, die bislang hauptsächlich das Magazin der Fräse bestückt haben, in anderen Bereichen einsetzen, wo sie sich auf wertschöpfende Tätigkeiten konzentrieren können. „Unsere Lösung läuft weitegehend ohne weiteres Zutun und entlastet die Mitarbeiter vor allem von wenig anspruchsvollen Aufgaben wie dem Ein- und Ausspannen von Werkstücken“, sagt Marcel Haltiner.
Im Anschluss der automatisierten Nachbearbeitung legt der Beladeroboter KR QUANTEC von KUKA die Werkstücke zurück in den Materiallift.
Gesteuert werden alle Prozesse innerhalb der Zelle über einen Leitrechner, der auch in das ERP-System integriert werden kann. Er übernimmt etwa die Auftragsverwaltung und die Koordination der Werkstücke, steuert die Peripheriegeräte und liefert Informationen über laufende und anstehende Prozesse. Durch den modularen Aufbau der Zellen sieht Haltiner nahezu unbegrenzte Möglichkeiten für den Einsatz: „Maschinen- und Formenbau, Medizintechnik, der Automotive-Bereich – im Prinzip bieten wir die Möglichkeit für den Einstieg in die Automatisierung für sämtliche Zerspanungsunternehmen.“
Die Steuerung der Automatisierungszelle erfolgt über den Leitrechner (links im Bild: Marcel Haltiner, Leiter Automation bei der Vischer & Bolli GmbH, rechts Hardy Ponudic, Produktionsleiter bei ZIMM).
Die Automatisierung erlaubt es uns, in mannlosen Schichten nachts und am Wochenende zu produzieren, was unsere Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit erhöht.
