LEM Optical aus Italien ist auf die Auftragsfertigung von Hochleistungssport- und Luxussonnenbrillen sowie Skibrillen spezialisiert. Da der steigende Kosten- und Wettbewerbsdruck und die wachsende Nachfrage nach einer größeren Vielfalt an Modellvarianten effizientere Produktionsprozesse erforderten, begann LEM Optical, Fertigungsprozesse zu automatisieren.
Wichtig bei der Wahl der passenden Automation: Die Lösung musste platzsparend und möglichst leicht sein, da sie in einem Zwischengeschoss installiert werden sollte, welches nicht für das Tragen schwerer Maschinen geeignet ist. Schnell fiel die Wahl auf die Leichtbau-Roboter von Universal Robots. Inzwischen unterstützen vier Cobots vom UR-Vertriebspartner Alumotion integrierte Cobots in der Brillenproduktion.
Lasermarkierung in zwei Zellen
Zuerst war der Laserbeschriftungsprozess an der Reihe: Für die Lasermarkierung der Linsen wurden zwei UR3-Cobots in zwei identischen Zellen installiert. Dabei nimmt einer der Cobots Gläser, die bereits in den Brillenrahmen eingesetzt sind, mit einem Vakuumgreifer auf. Anschließend hält er sie unter den Laser und bewegt sie mit konstantem Abstand zum Brennpunkt. Am Ende des etwa dreiminütigen Zyklus legt der Roboter die Linsen und den Rahmen in ein Gestell, um beide Linsen zu beschriften.
„Ohne die Cobots von Universal Robots hätten wir das nicht geschafft“, sagt Stefano Lodigiani, Geschäftsführer und Miteigentümer von LEM Optical. „Manuell ist es einfach unmöglich, einen konstanten Abstand zum Laserbrennpunkt einzuhalten. Doch dank der Cobots sind wir in der Lage, genau die Präzision und Wiederholgenauigkeit zu garantieren, die wir brauchen, um den Prozess einwandfrei durchzuführen.“
Die Bediener führen seither nur noch zwei Vorgänge aus: das Beladen des Vorratsbehälters, das etwa einmal pro Stunde nötig ist, sowie die Qualitätskontrolle. Lodigiani: „Auf diese Weise konnten wir unseren Personalbestand optimieren und den Mitarbeitenden höherwertige Aufgabe anvertrauen, während dieser eher komplizierte Vorgang mit höchster Präzision durchgeführt wird.“
Präzise und wiederholgenau
Auch bei der Herstellung der Skibrillen sind Fingerspitzengefühl und Genauigkeit gefragt, insbesondere beim Verkleben der einzelnen Brillenelemente. Auf einen bestimmten Bereich der Schaumstoffpolsterung der Skibrille muss eine exakte Menge Klebstoff entlang einer festgelegten Bahn aufgetragen werden. Die Polsterung ragt etwa zwei Millimeter über den Rahmen hinaus, der Klebstoff muss jedoch lediglich auf den Teil aufgetragen werden, der mit dem Rahmen in Berührung kommt.
„Händisch war es nicht möglich, diesen Vorgang mit der erforderlichen Wiederholgenauigkeit, auf einer identischen Bahn und mit einer konstanten Geschwindigkeit auszuführen“, erklärt Lodigiani. „Deshalb haben wir einen UR5 installiert, der mit einem aus einem Tank gespeisten Dispenser ausgestattet ist. Der Cobot verteilt den Klebstoff mit maximaler Präzision auf der Polsterung.“ Durch das geringe Gewicht des UR5 von weniger als 20 kg konnte der Cobot problemlos in dem Zwischengeschoss des Werkes implementiert werden.
Mitarbeitende entlastet
Zu guter Letzt sollte auch die Bedienung der Spritzgussmaschine für die Rahmen der Skibrillen automatisiert werden, um sowohl die Zykluszeit zu optimieren als auch die Mitarbeitenden zu entlasten. Ein UR10-Cobot platziert daher nun die Stempel in der Maschine, entnimmt sie nach Abschluss des Zyklus und legt sie in einem Transferbereich ab, in dem der Bediener die Form vom fertigen Rahmen trennt. Der Roboter ist mit einer 4-Punkt-Aufnahmeeinheit ausgestattet. Mit zwei Punkten nimmt er zwei leere Patrizen auf und legt sie in die Maschine ein. Gleichzeitig entnehmen die beiden anderen Punkte die anderen Patrizen mit dem geformten Rahmen.
„In dieser Anwendung erfüllt der Cobot gleich zwei wichtige Anforderungen“, erklärt Lodigiani. „Zum einen verbessert er die Ergonomie der Spritzgussstation, denn die Formen wiegen jeweils etwa ein Kilogramm. Das bedeutet, dass der Bediener alle 60 bis 70 Minuten bis zu vier Kilogramm Material handhaben muss. Zum anderen optimiert er die Produktionsrate, denn gerade die Zykluszeit ist beim Kunststoffspritzgießen essenziell, um eine bestmögliche Produktqualität zu gewährleisten: Der Cobot sorgt dafür, dass die Anwendung mit konstantem Tempo und gleichbleibendem Druck erfolgt.“
Universal Robots (Germany) GmbH
www.universal-robots.com/de/; Automatica B4.303
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