Intelligente Roboterautomation eines Bearbeitungszentrums

Roboter beherrscht alle Gehäuse-Varianten

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Trotz großer Variantenvielfalt und ungeordneter Bereitstellung der Rohteile hat der Yaskakwa-Systempartner EGS für Wieland Electric eine clevere Roboterautomation für ein Müga-Bearbeitungszentrum konzipiert.

Wieland Electric zählt zu den Pionieren der elektrischen Verbindungstechnik. Obwohl sich das Familienunternehmen im Laufe des über 100-jährigen Bestehens zum mittelständischen Global Player mit über 2200 Mitarbeitern weltweit entwickelt hat, wird am Standort Deutschland noch immer der Großteil der Produkte gefertigt.

So entstehen auch die robusten Gehäuse für die Industriesteckerserie Revos am Stammsitz im fränkischen Bamberg. Ein Müga-S500-Bearbeitungszentrum übernimmt dabei die spangebende Bearbeitung der Gehäuseober- und unterteile, bei der insbesondere Bohrungen einzubringen und Gewinde zu schneiden sind.

Be- und Entladung der Werkzeugmaschine fand in der Vergangenheit in Handarbeit statt. Dieser Aspekt war Frank Hennemann, Fertigungsplaner bei Wieland, seit geraumer Zeit ein Dorn im Auge: „An der Maschine waren Mitarbeiter, die wir für höherwertige Aufgaben dringend benötigten, mit einfachen, monotonen Arbeitsinhalten beschäftigt. Zudem war die manuelle Beschickung auch aus Produktivitätsgründen nicht optimal.“

Flexibles Zuführsystem als Lösung

Um Abhilfe zu schaffen, nahm Hennemann mit EGS Automatisierungstechnik Kontakt auf, da er wusste, dass man dort über eine ausgewiesene Expertise bei der Automation von Werkzeugmaschinen verfügt. Trotz des großen Erfahrungsschatzes stellte sich die Aufgabenstellung bei Wieland als echte Herausforderung dar, wie EGS-Vertriebsleiter Heiko Röhrig schnell bemerkte: „Zwei Faktoren erschwerten uns die Konzeption: Erstens die hohe Anzahl an Gehäusevarianten und zweitens das Arbeiten von Schüttgut in Schüttgut. Das heißt, die Gehäuse kommen ungeordnet in Metallbehältern an und sollen die Anlage wieder als Schüttgut verlassen.“

Obgleich eine geordnete Bereitstellung der Teile in Werkstückträgern oder Paletten somit nicht in Betracht kam, fand sich im Programm von EGS ein passendes Zuführsystem, das mit einigen wenigen Modifikationen die optimale Lösung brachte: der Sumo Flexiplex. Bei diesem hochflexiblen Beladesystem erfolgt der Transport der Werkstücke über mehrbahnige Staubänder.

Großer Vorteil: Bei allen Varianten der Steckergehäuse liegt die Breite immer zwischen 42,5 und 43,5 Millimeter. Somit muss die Spurbreite des Flexiplex bei einer Umrüstung nicht verstellt werden. Mit der unterschiedlichen Länge (zwischen 60 und 140 Millimeter) sowie Höhe der Gehäuse (von 24 bis 90 Millimeter) kommt die EGS-Zuführlösung ebenso problemlos zurecht wie mit den vielen Sonderformen der Gehäuse, die teilweise über Edelstahlbügel oder Verriegelungsbolzen verfügen. Lediglich ein Teileniederhalter musste zusätzlich montiert werden.

Die Wahl des richtigen Roboters gestaltete sich einfach. Röhrig: „Obgleich wir auf Kundenwunsch Roboter aller Hersteller einsetzen können, haben wir uns aus gutem Grund auf Yaskawa spezialisiert. Die Motoman Sechsachser sind aufgrund ihrer robusten Ausführung perfekt geeignet für den rauen Einsatz an und in Werkzeugmaschinen. Außerdem überzeugen sie durch hohe Präzision, hervorragende Dynamik und ein gutes Preis-Leistungsverhältnis.“

Im konkreten Fall wählte EGS den Motoman MH12 für sämtliche Handhabungsaufgaben innerhalb der Zelle. Röhrig: „Wir haben den Roboter auch aufgrund der Reichweite ausgewählt. Denn nur dadurch konnten wir den Roboter in ausreichendem Abstand von der Bearbeitungsmaschine positionieren, so dass diese bei Bedarf manuell zu bedienen ist. Diese Option wollte sich Wieland für die händische Bearbeitung etwaiger Kleinstserien offenhalten.“

Ein Greifer fürs ganze Spektrum

Nach Start des Automatikbetriebes gelangen die Werkstücke auf dem Zuführband in den Arbeitsbereich des Roboters. Der MH12, der das gesamte Teilespektrum aufgrund der identischen Breite mit nur einem Greifer handhaben kann, greift dazu ein Teil ab und legt es in die Spannvorrichtung der Maschine ein.

Sind alle Nester der Spannvorrichtung bestückt, gibt der Roboter das Freigabesignal zur Bearbeitung. Die Maschine dreht daraufhin die beladene Seite ihres Schwenktisches in den Bearbeitungsbereich und gibt die Fertigteile in den Be- und Entladebereich des Roboters. Der Sechsachser holt die Fertigteile ab und legt sie in den bereitstehenden Metallbehälter. Danach startet ein neuer Zyklus.

Der Gruppenleiter Fertigungsplanung, Jürgen Eisinger, ist mit dieser Lösung überaus zufrieden: „Die Anlage setzt Maßstäbe hinsichtlich der Taktzeiten, die bei vier Teilen pro Minute liegt.“ Und auch die erreichbare Autonomie, die je nach Teilevariante einige Stunden betragen kann, begeistert die Wieland-Mannschaft.

Mitarbeiter im Mittelpunkt

Aber Autonomie und Produktivität allein sind für Eisinger nicht die einzigen positiven Aspekte der Automation. Für den Fertigungsstrategen stehen die Mitarbeiter im Mittelpunkt: „Der permanente Kontakt mit den Steckergehäusen bei der manuellen Handhabung birgt gewisse Risiken. Die Teile sind mit Kühlschmierstoffen behaftet, die auf der Haut zu Reizungen führen können. Deshalb sehen wir es gerne, wenn unsere Mitarbeiter die angenehmen Tätigkeiten verrichten, während die Roboter die monotonen und schmutzigen Arbeiten übernehmen.“

Dem Yaskawa Sechsachser dagegen kann die Beaufschlagung mit Kühlschmierstoffen oder Spänen nichts anhaben. Dank der Ausführung seiner Handachsen in Schutzart IP 67 zeigt sich der MH12 selbst vom groben Abblasen von Teilen und Spanneinrichtungen in der Maschine unbeeindruckt. Um diese Reinigungsschritte ausführen zu können, hat EGS den Roboter mit einer Ausblasvorrichtung ausgestattet.

Yaskawa Europe GmbH

www.yaskawa.eu.com


+ Steckbrief + Steckbrief +

  • Für den Verbindungstechnik-Spezialisten Wieland Electric hat EGS ein Müga-S500-Bearbeitungszentrum automatisiert, das die spangebende Bearbeitung der Gehäuseober- und unterteile übernimmt.
  • Zwei Faktoren erschwerten die Automation: Erstens die hohe Anzahl an Gehäusevarianten und zweitens das Arbeiten von Schüttgut in Schüttgut.
  • Ein Motoman MH12 übernimmt sämtliche Handhabungsaufgaben innerhalb der Zelle. Den Roboter hat EGS auch aufgrund der Reichweite ausgewählt.
  • Die Anlage setzt Maßstäbe hinsichtlich der Taktzeit, die bei vier Teilen pro Minute liegt.
  • Auch für die Mitarbeiter bringt die Automation Vorteile. Denn die Steckergehäuse sind mit hautreizenden Kühlschmierstoffen behaftet, was bei der manuellen Handhabung gewisse Risiken birgt.


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