Mitarbeiter lernen Programmierung in wenigen Stunden

Zehn-Mann-Betrieb optimiert Hartdrehprozess mit Leichtbauroboter

Bei Fries ist die Komplettlösung Rohan an einer CNC-Maschine im Einsatz und automatisiert dort einen Hartdrehprozess
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Mit Hilfe der Komplettlösung Rohan, deren Herzstück ein Leichtbauroboter von Universal Robots ist, hat der Dreh- und Frästeile-Zulieferer Fries Maschinenbau die Bestückung einer CNC-Maschine automatisiert. So sorgt der ZehnMann-Betrieb für eine erhebliche Produktionssteigerung.

Fries Maschinenbau produziert als klassischer Zulieferer Dreh- und Frästeile für die Industrie – neben Standardteilen auch Sonderanfertigungen nach individuellem Kundenwunsch. Die zehn Mitarbeiter sind an den 15 Dreh- und Fräscentern sowohl für die Bestückung als auch für die Qualitätskontrolle zuständig.

Um dem Kostendruck im Zuliefergeschäft zu begegnen, ist Firmengründer Anton Fries stets bemüht, seine Produktionsmethoden effizienter zu gestalten. An die CNC-Bestückung, die bisher manuell in einer kurzen Taktzeit von 25 bis 45 Sekunden mit variierenden Stückzahlen erfolgte, dachte er dabei schon länger.
„Denn die Bestückung der CNC-Maschine ist eine sehr monotone Aufgabe, für die mir die wertvolle Arbeitskraft meiner Mitarbeiter eigentlich zu schade ist“, erklärt Fries.
Risikoanalyse im Vorfeld ist unbedingt erforderlich
Der Systemintegrator Klaus Volland von Inex Werkzeugmaschinen hatte mit den dänischen UR-Robotern die passende Lösung parat. „Ein wesentlicher Vorteil ist der integrierte Sicherheitsmodus. Denn damit dürfen die Roboter je nach Anwendung und unter bestimmten Voraussetzungen ohne Schutzzaun in nächster Nähe zum Menschen arbeiten. Eine Risikoanalyse ist jedoch im Vorfeld unbedingt erforderlich“, erklärt Volland.
Dank der intuitiven Benutzerführung können auch ungeübte Mitarbeiter die Roboter schnell bedienen. Das überzeugte den gelernten Industriemeister Fries: „Einen Mitarbeiter mehrere Wochen auf Roboter-Schulung zu schicken, hätte ich mir nicht leisten können.“ Zudem sollte die Roboterlösung transportabel sein, um an verschiedenen Maschinen eingesetzt werden zu können. Und das Greifwerkzeug sollte eine Vielzahl an Bauteilen aufnehmen können. Daher führten Volland und Fries unterschiedliche Vorversuche mit dem Roboter durch.
Auf einer stabilen Gussplatte montiert, simulierten sie unterschiedliche Anwendungen und untersuchten, wo etwa Rohteile aufgegriffen und abgelegt werden müssen. Die Greifwerkzeuge wurden speziell entwickelt; die benötigten Bauteile stellt Anton Fries in der eigenen Produktion selbst her.
Knapp ein Jahr verging von der ersten Idee bis zur Installation der Anlage im Mai 2013. Zwei Vorratsschubladen mit Ladungsträgern für die Werkstücke sind stabil auf einem Palettensystem befestigt. Darauf montiert ist der UR10, der wahlweise mit einem Einfach- oder Doppelgreifer mit integrierter Mikroventilinsel ausgestattet ist. Über ein Schnellwechselsystem können die Greifer in wenigen Sekunden umgerüstet werden.
Bei Fries ist die Komplettlösung Rohan an einer CNC Maschine im Einsatz und automatisiert dort einen Hartdrehprozess. Der Roboter nimmt zunächst Drehteile vom Ladungsträger und fährt zu einer Umgreifstation, um in die richtige Position zu gelangen. Von dort aus fährt er in die CNC-Maschine, deren Schiebehaube sich automatisch öffnet, und spannt das Teil zwischen die Drehbankspitzen.
Mitarbeiter kümmert sich heute um weitere Maschinen
„Der Roboter unterstützt uns beim Bearbeiten von Stückzahlen zwischen 500 und 1000 Teilen. Da der UR10 aber so einfach umzuprogrammieren ist und sehr effizient arbeitet, setzen wir ihn inzwischen auch bei sehr kleinen Serien von nur zirka 50 Stück ein“, erklärt Fries.
Die Anlage kann innerhalb der Produktion in kürzester Zeit umgesetzt und so je nach Bedarf an mehreren Maschinen eingesetzt werden. Über ein spezielles Befestigungssystem am Boden wird die Maschine mit einem Null-Punkt-Spannsystem schnell an- oder abmontiert. Zudem ist die Anlage spiegelbildlich aufgebaut. Sie kann also – je nachdem wo sich die Steuerungen der Drehmaschinen befinden – links- oder rechtsseitig aufgestellt werden. Ein schwenkbares Schutzgitter sorgt nach Bedarf für Sicherheit.
„Meine Mitarbeiter sind begeistert von dem Roboterarm. Innerhalb weniger Stunden haben sie gelernt, diesen zu programmieren und zu bedienen“, freut sich Fries, der darüber nachdenkt, weitere Roboter zur Optimierung von Bearbeitungsprozessen anzuschaffen. „Der Mitarbeiter, der früher die CNC-Maschine bedient hat, kümmert sich heute um weitere Maschinen, ohne in Stress zu geraten. Außerdem kann er sich auf die Qualitätskontrolle konzentrieren.“
In spätestens zwei Jahren haben sich damit für Fries die Kosten für die Anlage amortisiert. Wird die Maschine im Mehrschichtbetrieb eingesetzt, kann der Return on Investment bereits nach einem Dreivierteljahr erreicht werden.
Universal Robots A/S www.universal-robots.com
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