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Moderne, intelligente und vernetzte Arbeitsplätze für die Mitarbeiter – das ist das Ziel von Jörg Monsig, Betriebsleiter bei der Lang Metallwarenproduktion Neubrandenburg, die Stanz- und Ziehteile für die Automobilindustrie fertigt. „Wir schauen daher immer, wo wir monotone manuelle Tätigkeiten vermeiden können.“ Bereits 2013 führte Monsig ein betriebliches Gesundheitsmanagement ein und optimierte Arbeitsprozesse nach ergonomischen Aspekten. Nun galt es, die Bestückung einer Punktschweißanlage zu automatisieren und damit die Produktivität und Arbeitsplatzsicherheit zu steigern.
Monotone Arbeit automatisiert
Bis vor sechs Monaten übernahm die Bestückung ein Werker. Dieser nahm ein Stanzbiegeteil und bestückte damit die Punktschweiß-Anlage, die es mit einer zugeführten Mutter verband. Nach dem Fügen prüfte er die Verbindungsstelle. „Monotone Arbeiten führen aber tendenziell zu einer höheren Ausschussquote“, so der Betriebsleiter. Die Bestückung übernimmt daher heute ein Roboter, der dazu die Blechteile von einem Revolvertisch von oben aufnimmt und vereinzelt. „Dafür brauchten wir einen Greifer, der hohe Taktzeiten ermöglicht und auf fünf Meter pro Quadratsekunde beschleunigen kann“, berichtet Monsig.
Eine mechanische Greiferlösung stellte sich aber als technische Sackgasse dar: Sie würde am Vereinzeln der dünnen Stanzbiegeteile mit den Maßen 150 x 150 Millimeter und einem Gewicht von 500 Gramm scheitern. Eine pneumatische Variante wiederum stünde vor ganz anderen Herausforderungen: Die Greifflächen sind auf Grund von Gravuren, Löchern und der 3D-Geometrie begrenzt und liegen in verschiedenen Ebenen.
Eine Lösung von der Stange erschien schwierig. Die Vakuum-Experten von Schmalz entwickelten daher einen Roboter-Greifer, der speziell auf die besondere Geometrie der Blechteile zugeschnitten ist. Zu Einsatz kommt der Leichtbaugreifer SLG, der individuell angepasst werden kann – ohne Konstruktions- oder Fertigungsaufwand für den Anwender.
Additive Fertigung für Greifer
Mithilfe der STL-Datei des Biegestanzteils konnte Monsig den Greifer online konfigurieren und schon wenige Tage später montieren. „Damit wir individuell gestaltete Greifer in so kurzer Zeit liefern können, nutzen wir 3D-Drucker. Die additive Fertigungstechnologie reduziert nicht nur das Gewicht, sondern auch die Störkonturen, da die Luftführung gleich in das End-of-Arm-Tool integriert wird“, erklärt Dr. Florian Fritz, Leiter Geschäftsentwicklungsprozess Vakuum-Systeme bei Schmalz.
Entscheidend war auch ein sparsamer Betrieb: Der Greifer hält das Bauteil über eine lange Zeit fest – beim Aufnehmen, während des Schweißvorgangs und des Qualitätschecks bis zum Ablegen. Fritz: „Der Kompaktejektor SCPSierreicht dank seiner Eco-Düsentechnologie ein hohes Saugvermögen bei minimiertem Druckluftverbrauch. Dieser lässt sich durch die integrierte Luftsparfunktion um bis zu 80 Prozent verringern.“
Heute stapelt der Mitarbeiter die Biegestanzteile also nur noch auf den Revolverdrehtisch und steht dabei in sicherem Abstand zum Roboter außerhalb des Schutzzauns. Dann greift der Roboter die Teile einzeln vom Tisch ab und hält sie in die Punktschweißanlage. Stück für Stück hebt der Tisch den Stapel an, sodass der Roboter das Bauteil immer von der gleichen Position entnehmen und der Maschine zuführen kannkann. Anschließend führt der Roboter das Teil vor eine Kamera, die die korrekte Verbindung prüft. Danach lässt er das Bauteil auf ein Förderband fallen.
„Unsere Produktivität hat sich um 140 Prozent verbessert“, freut sich Monsig. Darüber hinaus hat sich die Prozesssicherheit deutlich erhöht. „In sechs Monaten haben wir 180.000 Bauteile ohne jegliche Störung geschweißt.“ Auch die Mitarbeiter haben die Anlage sehr gut angenommen. „Wir konnten die Arbeitsbedingungen klar verbessern und die Tätigkeit ist sicherer geworden.“
J. Schmalz GmbH
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