Als gelernter Maschinenbaumeister kennt Andreas Mathes, Gründer und Geschäftsführer der Mairotec GmbH aus dem thüringischen Ilmenau, die Anforderungen aus den Werkhallen. Und er begeistert sich für die Möglichkeiten der Robotik. Daher hat er für Alltagsaufgaben – etwa das Be- und Entladen von Drehmaschine – die modulare Automationszelle Mairoflex iisy entwickelt, deren Herzstück der Kuka Cobot LBR iisy 11 bildet.
Die Grundlage dafür legt die „Robotic Republic“, das herstellerübergreifende Ecosystem von Kuka, die alle Bestandteile von Roboteranwendungen auf einer offenen Plattform zusammenfasst. Aus dem wachsenden Angebot von Hard- und Software-Komponenten können Anwender individuelle Automatisierungspakete zusammenstellen, die kompatibel und schnell einsatzbereit sind. Auch Komplettlösungen werden über das Kuka Ecosystem angeboten – etwa der Mairoflex iisy.
Bedarf im Mittelstand wächst
„Gerade im Mittelstand und bei Handwerksbetrieben steigt der Bedarf an Automatisierung bei vielen immer wiederkehrenden Arbeitsschritten“, ist Mathes überzeugt. „Für den Einstieg ist dabei eine hochgradig flexible Lösung gefragt, die sich jeder leisten kann.“ Dies sei auch eine Antwort auf den zunehmenden Fachkräftemangel.
Und wenn man beispielsweise das Be- und Entladen einer Drehmaschine mit Stahlbolzen – bei Bedarf auch im 24/7-Betrieb – in die Hände des Mairoflex iisy lege, könne ein Betrieb das monotone Be- und Entladen der Maschine vollkommen automatisiert ablaufen zu lassen und so den Mitarbeitenden anspruchsvollere und abwechslungsreichere Aufgaben zu bieten.
Auf Abwechslung ist auch der Mairoflex iisy selbst programmiert. „Die modulare Automationszelle kann in der Lohnfertigung unterschiedlichste Aufgaben übernehmen. Sie ist transportabel und mit dem Hubwagen im Handumdrehen an einem anderen Arbeitsplatz einzusetzen.“ Über das integrierte Nullpunktspannsystem am Boden nehme die Zelle dabei exakt die Position ein, auf die der neue Arbeitsvorgang zuvor programmiert wurde. „Damit ist beispielsweise der Umzug von der Drehmaschine zur Verpackung der fertigen Bolzen blitzschnell erledigt“, erklärt Mathes.
Cobot ist wirklich easy bedienbar
Für diese Flexibilität sorgt auch das technologische Konzept des LBR iisy von Kuka. „Der Cobot wird seinem Namen gerecht – er ist wirklich ‚easy‘ zu handhaben“, sagt Johannes Landherr, Product Architect bei Kuka. „Die intuitive Bedienbarkeit ermöglicht einen schnellen, produktiven Einsatz ohne Vorkenntnisse.“ Auf Basis des Betriebssystems iiQKA.OS erfolgt das Teachen der Aufgaben einfach durch Handführung. Mit dem Bediengerät Smartpad pro gelingt die weitere Programmierung dann so einfach wie die Nutzung eines Smartphones. Zudem ermöglichen die integrierte Kabelführung und Energiezuführung des LBR iisy einen schnellen und einfachen Werkzeugwechsel.
Die Einsatzbreite der Cobots wird durch neue Modelle noch vergrößert. Zur LBR iisy-Familie (3, 11 und 15 Kilogramm) sind vor kurzem Cobots mit sechs und acht Kilogramm Traglast hinzugestoßen. Damit erweitert sich nicht nur das Spektrum an Traglast und Reichweite. Hinzu kommt die Möglichkeit, höhere Prozesskräfte aufzubringen, zum Beispiel bei Montageapplikationen, sowie eine bessere IP Schutzklasse. „Nie war der Einstieg in die Automatisierung leichter und unkomplizierter“, stellt Johannes Landherr fest.
Für den Mairoflex iisy war aber auch der industrietaugliche Antriebsstrang des LBR iisy eine wesentliche Voraussetzung. „Er erfüllt alle wesentlichen Industriestandardfunktionen wie Feldbus-Protokolle, digitale I/Os, Safety und mehr. So können wir die Automationszelle problemlos in jedes bestehende System unserer Kunden integrieren“, so der Mairotec-Geschäftsführer.
„Der LBR iisy bringt eine extrem hohe Gelenkgeschwindigkeit mit, die ihn nahezu so schnell wie einen herkömmlichen Industrieroboter macht“, unterstreicht Johannes Landherr. „Damit hebt er sich deutlich von herkömmlichen Cobots ab und kann sowohl mit höheren Drehmomenten als auch mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben werden.“ Dadurch sei das Hochskalieren auf getaktete industrielle Serienfertigung jederzeit möglich ist. Dies öffne den Cobot für ein breites Aufgabenspektrum in Anwendungsbereichen wie das Maschinenbe- und -entladen, Pick&Place-Aufgaben und beim Handling. Er könne aber beim Verpacken und Testen eingesetzt werden.
Sicher dank 360-Grad-Radarfeld
Trotzdem ist mit dem Cobot auch eine sichere Mensch-Roboter-Kollaboration möglich. „Statt einer Schutzeinhausung nutzen wir bei unserer Automationszelle ein 360-Grad-Radarfeld von inxpect, das sich wie eine unsichtbare Sicherheitskugel um dem Mairoflex iisy legt“, erklärt Andreas Mathes. „Das System ist so empfindlich, dass es selbst auf ein Augenzwinkern oder Atmen reagiert. Bei physischen Bewegungen in der Sicherheitszone fährt die Automationszelle sofort ihre Geschwindigkeit runter oder stoppt vollständig und fährt erst wieder an, wenn die Bahn frei ist.“ Die Bewegungen des Roboterarms innerhalb des Schutzfeldes erkennt das smarte Radarsystem dabei übrigens als unbedenklich.
Um einen breiten Einsatzbereich für unterschiedlichste Aufgaben zu erschließen, hat Mairotec beim ersten Mairoflex iisy einen LBR iisy mit 11 kg Traglast integriert. „Mit seinen sensitiven Gelenkmomentsensoren in allen sechs Achsen und einer Reichweite von 1.300 Millimetern decken wir erfahrungsgemäß die allermeisten Anwendungsfälle ab. Wir können aber auch jede andere beliebige Traglast des Kuka Cobots von drei bis 15 Kilogramm auf dem Mairoflex iisy installieren. Ganz nach Bedarf des Kunden“, sagt Mathes.
Vielzahl an Werkzeugen
Die höhenverstellbare Aufsatzgabel ist dafür ausgelegt, verschiedene Arbeitsumgebungen zu schaffen. Sie kann eine Werkbank aufnehmen, einen Montageplatz oder einen Prüftisch. Für die Ausrüstung der Cobot-Zelle steht eine Vielzahl an Werkzeugen zur Verfügung: Greifer aller Art, Löt- und Schweißgeräte oder Sensoren und Kameras für DataMatrix-Code-Erkennung oder optische Qualitätsprüfungen. „Die modulare Roboterzelle richtet sich nach den Anforderungen des Nutzers, nicht umgekehrt“, betont Andreas Mathes.
Bei seinem Premiereneinsatz für die Bolzenproduktion liegt auf der Aufsatzgabel eine Nullpunktpalette mit 96 eingesteckten Sechskant-Stählen. Der Roboter nimmt diese mit dem Greifer auf und führt sie in die Spindel ein, wo das Drehwerkzeug nach dem Schließen der Tür mit der Bearbeitung des Bolzenkörpers beginnt. Anschließend entnimmt der Cobot den fertigen Bolzen und platziert ihn millimetergenau wieder auf der Palette, bevor das nächste Teil drankommt.
Der gesamte Prozess kann dabei auch komplett autonom erfolgen. Zur Materialversorgung pendelt fast lautlos eine KMP 600-S diffDrive, eine autonome, mobile Plattform, zwischen Rüstplatz, der Automationszelle und der Weiterverarbeitung hin und her. Andreas Mathes: „Das ist dann schon eine nächste Ausbaustufe der Automation.“
Kuka Deutschland GmbH
Mehr zum Thema Robotik aus Odense
Hier finden Sie mehr über:
