Der KUKA Roboter transportiert die Bauteile von einer Werkzeugmaschine zur nächsten.

Werkzeugmaschinen und KUKA Roboter zerspanen Bauteile für KUKA Roboter

Roboterbasierte KUKA Systemtechnik zur Werkzeugmaschinen-Automation – unter anderem beim Be- und Entladen von Maschinen und unterstützt durch Elemente der Industrie 4.0: Ein Blick in die Bauteil-Zerspanung bei KUKA zeigt, wie eine zukunftsorientierte Fertigung aussieht.

Werkzeugmaschinen-Automation mit Anbindung an die Cloud

Auf den ersten Blick wirkt die Produktionshalle 10 auf dem KUKA Gelände in Augsburg wie eine typische Produktionsumgebung bei deutschen und internationalen Maschinenbauern. Was man aber nicht direkt sieht: Alle sieben Zellen, in denen elf KUKA Roboter Hand in Hand mit handelsüblichen Werkzeugmaschinen verschiedener Hersteller arbeiten, sind an eine Cloud angebunden und verfügen über unterschiedliche Industrie-4.0-Funktionen.

Über eine Lineareinheit kann der KUKA Roboter zwei Werkzeugmaschinen beladen. — Werkzeugmaschinen-Automation: Die Be- und Entladung erledigt der KUKA Roboter.

Effizienz steigt durch automatisiertes Be- und Entladen von Maschinen

„Hier in der Halle arbeiten die Roboter an verschiedenen Bauteilen, die wir für die Produktion unserer Roboter benötigen“, fasst Rainer Eder-Spendier, Administrator für Automatisierung und Robotik, zusammen. Die Roboter zerspanen und bearbeiten unter anderem Grundgestelle, Karusselle und Schwingen. Zusammengesetzt werden die Bauteile gleich nebenan in der Roboter-Montage. Da die Roboter das Be- und Entladen der Drehmaschinen übernehmen, ist die Produktion mannarm und für einen bestimmten Zeitraum sogar mannlos möglich.

Hierzu verfügen die Zellen über Zuführeinheiten wie Drehtische oder Zuführbänder, die von den Werkern mit Material bestückt werden. Die Produktivität wird vor allem dadurch gesteigert, dass die Roboter zerspanen und Nebentätigkeiten ausführen und somit ergänzende Wertschöpfung betreiben. „Das Entgraten der Werkstücke etwa ist eine Aufgabe, die die Roboter in den meisten Zellen übernehmen“, nennt Rainer Eder-Spendier ein Beispiel.

Der KUKA Roboter belädt eine Werkzeugmaschine des Herstellers Burkhardt + Weber. — Die Beladung der Burkhardt+Weber-Maschine erledigt der KUKA Roboter.

Verschiedene Werkzeugmaschinen und Roboter zerspanen und arbeiten Hand in Hand

Beispielsweise sind in einer Zelle drei Werkzeugmaschinen des Herstellers Grob verbaut. Das zu bearbeitende Werkstück wird vom Werker in eine Spannvorrichtung aufgespannt und dann samt Palette und Vorrichtung in die Zelle eingeschleust. Hier übernimmt ein KR FORTEC vom Typ KR 600 R2830 die Verkettung der einzelnen Schritte. Der Roboter fährt die drei Maschinen über eine Lineareinheit an und übernimmt auch den Materialtransport von der Werkzeugmaschine zur Nacharbeitszelle, wo die Metallteile gefinisht werden. Abschließend bringt er das fertige Teil zum Werkerplatz zurück. Der Einsatz von KUKA.SafeOperation macht eine maximale Beschleunigungen und kurze Zykluszeiten beim Teilewechsel auf dem eingeschränkten Raum erst möglich.

Der KUKA Roboter transportiert das Bauteil samt Spannvorrichtung von einer Maschine zur nächsten. — Den Materialtransport von der Maschine zur Nacharbeitszelle übernimmt der KUKA Roboter.

Der Roboter übernimmt auch das Be- und Entladen von Maschinen

In einer anderen Zelle sorgt ein KR FORTEC vom Typ KR 500 L480-3 MT für das Be- und Entladen zweier Maschinen des Herstellers Heller. Dazu ist der Roboter auf einer Lineareinheit verbaut. Vier Zuführstationen liefern das Rohmaterial zu. Ist die Bearbeitung in der Maschine abgeschlossen, entnimmt der Roboter das Teil und entgratet es auf dem Rüstplatz. Zuletzt legt er es auf einem Drehtisch ab.

Der KUKA Roboter zerspant die Bauteile. — Der Roboter zerspant und entgratet die Bauteile nach der Bearbeitung in der Maschine.

Auch eine Maschine der Marke Burkhardt + Weber wird von einem KR FORTEC vom Typ KR 500 be- und entladen. Sie ist mit einem Doppel-Palettenwechsler ausgestattet: Auf einer Palette befinden sich Spannvorrichtungen für Schwingen, auf der anderen für Karusselle. Während der Roboter eine Palette mit einem Werkstück belädt, bearbeitet die Maschine gleichzeitig das auf der anderen Palette eingespannte Werkstück.

Vorteile der Automatisierung und Vernetzung von Werkzeugmaschinen

Ähnlich wie bei einer Smart Watch sammeln Roboter und Maschinen einen bunten Strauß an Daten und funken diese in die Cloud. Die erfassten Daten der KUKA Roboter können zum Beispiel über KUKA Connect verarbeitet und ausgewertet werden. So besteht jederzeit die volle Übersicht und Kontrolle über den laufenden Produktionsprozess.

„Bei Fehlermeldungen können wir auf KUKA Xpert zugreifen, eine Art Wiki, in dem über Jahre hinweg von unseren Servicetechnikern passende Lösungsvorschläge zusammengetragen wurden – Hunderttausende von Einträgen gibt es dort. Zudem können wir über die eingebaute Technik und den virtuellen Schatten auch im Nachhinein jeden Prozess-Schritt nachvollziehen – das funktioniert ähnlich wie bei einer Blackbox im Flugzeug. Und per Software können wir uns auf Unregelmäßigkeiten im Produktionsprozess hinweisen lassen – vergleichbar mit einem EKG“, fasst Rainer Eder-Spendier die Vorteile der Vernetzung zusammen.

Die Daten der Roboter und Maschinen sind über die Cloud abrufbar. — Roboter und Maschinen sammeln zahlreiche Daten und funken diese in die Cloud.

Die Automatisierung stellt eine erhebliche Arbeitserleichterung für die Werker dar, da in den meisten Fällen die manuelle Be- und Entladung der Werkzeug- und Drehmaschinen mit schweren Werkstücken entfällt.

Rainer Eder-Spendier, Administrator für Automatisierung und Robotik