Bei der Produktion der Spindelhubgetriebe im vorarlbergischen Lustenau sorgt eine Fünfachsen-Fräsmaschine von Grob sorgt dafür, dass aus dem Rohmaterial – Alu- und Guss-Würfeln in verschiedenen Größen –hochpräzise Bauteile entstehen. Die Fräsmaschine ist Teil einer modularen Fertigungszelle, in der das Be- und Entladen der Werkstücke und deren anschließende Nachbearbeitung vollautomatisiert abläuft – mithilfe von zwei Kuka-Robotern.
Bis dato war der Weg zum fertigen Bauteil mühsamer: „Beim reinen Paletten-Handling wurden bislang meistens Werkstücke manuell auf Paletten gespannt“, erklärt Marcel Haltiner, Leiter Automation bei der Vischer & Bolli. „Das war zum einen zeitaufwändig, zum anderen auch kostspielig. 50 Maschinenpaletten zum Beispiel kosten schnell 200.000 Euro oder mehr, wobei jede Palette zusätzlich noch eine Spannvorrichtung braucht.“
Nun übernimmt die modulare Roboterzelle, bestückt mit einem KR Quantec und einem KR Agilus, vollautomatisch die Aufgaben, die bislang von Hand ausgeführt werden mussten: Die Materialzuführung der Fünfachsen-Fräsmaschine, die automatisierte Nachbearbeitung der Werkstücke und die Ausgabe der fertigen Getriebekomponenten.
30 verschiedene Bauteile
Dafür bestücken die Mitarbeiter von Zimm nun Tablare innerhalb eines Liftsystems mit dem Rohmaterial. Der vier Meter hohe Turm nutzt den Raum der Produktionshalle nach oben aus, um Rohmaterial und bearbeitete Endprodukte zu lagern, auch die Spannvorrichtungen und gegebenenfalls Werkzeuge werden in dem Liftsystem gelagert.
Anschließend beginnt die Arbeit der Roboterzelle. Ein KR Quantec Roboter 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. „Die Maschine kann etwa 30 verschiedene Bauteile in Losgrößen zwischen eins und 200 aus Aluminium und Gusseisen fertigen“, erklärt Marcel Haltiner und ergänzt: „Durch die Beladung der Vorrichtung außerhalb der Maschine vermeiden wir unnötige Stillstandzeiten.“
Während die Fräsmaschine die vier Werkstücke bearbeitet, bestückt der KR Quantec Roboter eine weitere Vorrichtung. Sind die Bauteile von beiden Seiten fertig bearbeitet, 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 Leitrechner der Roboterzelle übernimmt dabei die gesamte Logistik. „Der nächste Schritt der Automatisierung sieht vor, dass in einem weiteren Prozessschritt sämtliche Messparameter geprüft werden sollen. Über eine Feedback-Schleife zur Fräse lassen sich dann Toleranzabweichungen übermitteln und automatisch korrigieren“, gibt Marcel Haltiner einen Ausblick.
Mannlose Schichten nachts möglich
Für Zimm bedeutet die Roboterzelle eine enorme Weiterentwicklung. „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. „Zudem werten wir unsere Arbeitsplätze auf, weil Mitarbeiter nun zu Roboterbedienern weitergebildet werden“.
Über die Integration einer mobilen Kommunikationslösung lassen sich Meldungen an ein Smartphone schicken. Gesteuert werden alle Prozesse innerhalb der Zelle über einen Leitrechner, der auch in das ERP-System integriert werden kann. Er übernimmt die Auftragsverwaltung und die Koordination der Werkstücke, steuert die Peripheriegeräte und liefert Informationen über laufende und anstehende Prozesse.
Kuka Deutschland GmbH
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