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Die Werkzeugautomation – also das automatisierte Be- und Entladen von Maschinen mit Werkzeugen – steht bei vielen Maschinen noch am Anfang. Gemeinsam mit Kuka hat der CNC-Maschinenhersteller Heller daher ein Pilotprojekt gestartet, das diese Lücke schließen kann. „In diesem Bereich gibt es viel Potenzial. Es geht nicht nur darum, vor der Maschine zu automatisieren, sondern auch dahinter“, sagt Robert Eber, zuständig für die Paletten- und Roboterautomation bei Heller.
An fünf Produktionsstätten weltweit fertigt Heller moderne CNC-Werkzeugmaschinen und Fertigungssysteme für die spanende Bearbeitung. Schon bei früheren Aufgaben nutzte Heller Roboterlösungen von Kuka. Für das Mobilrobotik-Projekt zur Werkzeugautomation arbeiteten beide Unternehmen nun erstmals partnerschaftlich zusammen. „Wir haben Heller gefragt, ob sie Bedarf in der mobilen Robotik sehen. Und das wurde direkt mit einem Ja beantwortet. Daraus sind dann die ersten Ideen und schließlich unser Pilotprojekt entstanden“, berichtet Steffen Günther, Global Business Development Manager bei Kuka.
Pilotprojekt startete 2021
Im Frühjahr 2021 starteten Kuka und Heller das Pilotprojekt, gut ein Jahr und die eine oder andere Herausforderung später war die Lösung schließlich gefunden. Und diese sieht so aus: Mittels der Informationen aus dem Produktionsauftrag legt ein Leitrechner der Firma Certa fest, welche Werkzeuge die Maschine benötigt.
Das Leitsystem beauftragt den KMR Cybertech, die entsprechenden Werkzeuge aus dem Lager zu holen und die mobile, omnidirektionale Plattform mit einem darauf installierten KR Cybertech Roboter macht sich auf den Weg. „Der KMR Cybertech war hierfür der optimale Roboter, da wir bei der Werkzeugaufnahme ein maximales Gewicht von bis zu 20 Kilogramm haben“, merkt Steffen Günther an. Der Roboterarm greift sich die Werkzeuge und platziert sie auf den dafür passenden Vorrichtungen auf der Plattform.
Dann bringt der KMR Cybertech die Werkzeuge zur Maschine und setzt sie dort ein. „Durch die automatisierte Lösung entfällt für den Mitarbeiter der Gang zur Maschine und das Einlegen der Werkzeuge. So können wir den Schwerpunkt der manuellen Arbeit verlagern“, erklärt Eber. Dabei übernimmt der KMR Cybertech auch den Austausch der Werkzeuge. Wenn zum Beispiel der Leitrechner die Information über ein verschlissenes Werkzeug erhält, macht sich die Plattform auf den Weg zur betroffenen Maschine.
Auf die Kommunikation kommt’s an
Besonders herausfordernd bei der Entwicklung war die Kommunikation aller beteiligten Systeme untereinander. „Die größte Herausforderung für uns waren die Schnittstellen für den Datenaustausch“, sagt Eber. Durch die geballte Automatisierungskompetenz von Kuka und Heller konnte nach einigen Tests ein passender Weg gefunden werden, um die mobile Plattform nicht einfach nur von A nach B fahren zu lassen. Sie wird nun ad-hoc mit notwendigen Informationen versorgt, anhand derer sie zu jedem Zeitpunkt genau weiß, was zu tun ist. „Wir wollten aber so wenig wie möglich vom manuellen Betrieb verändern“, konkretisiert Eber. „Das heißt: Auch der Mitarbeiter soll weiterhin Werkzeuge einlegen und Daten verwalten können, wenn das notwendig sein sollte.“
Das Projekt ist inzwischen abgeschlossen, die Machbarkeit wurde festgestellt: Die Kommunikation funktioniert und die Maschinen können nun sowohl von Menschen als auch von mobilen Robotern mit Werkzeugen beladen werden. „Wir werden nun den Markt beobachten und sind bereit, die nächste Stufe zu betreten und auf Kundenanfragen zu reagieren“, betont Eber.
Auch für Kuka war es das erste große Projekt mit mobiler Robotik im Bereich der Werkzeugautomation. Günther ist überzeugt, damit dem Mangel an Fachkräften entgegenzuwirken und Industrieunternehmen zu stärken. „Die mobile Robotik kann diese Arbeiten 24/7 durchführen und die Facharbeiter können sich auf wertschöpfende Tätigkeiten konzentrieren.“
Kuka Deutschland GmbH
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