Für die Produktion von Abgasrohren fertigt Fischer Hydroforming zunächst mehrere Bauteile in einer großen Form an, die dann später mithilfe einer Säge getrennt und im Anschluss entgratet werden müssen. Bisher wurden diese Arbeitsschritte manuell von einem Bediener pro Sägezelle durchgeführt. Zur Effizienzsteigerung der Produktion sollte eine Automatisierungsanlage diesen Prozess beschleunigen und dabei eine hohe Produktionsqualität gewährleisten.
Hahn Ruhrbotics, als Teil des Hahn Robotics Networks, konzipierte dafür mit Blick auf die Prozesse und Abläufe eine maßgeschneiderte Lösung. Diese strukturierte Vorgehensweise war für Fischer Hydroforming ausschlaggebend für die Entscheidung zur weiteren Zusammenarbeit.
Bei der Entwicklung der Anlage musste Hahn Ruhrbotics die verbauten Sägewerkzeuge in die Automationslösung integrieren. Hierfür nahm das Entwicklerteam Kontakt zum Hersteller der Sägen auf, um eine Schnittstelle zu den Maschinen zu erhalten und so via Steuerung zu kontrollieren, wie die Säge für den Prozess auf- und zufährt.
Nach der manuellen Beschickung der Anlage werden die zu verarbeitenden Teile nun über ein Förderband von Wemo Automation zu den Robotern von Universal Robots geführt. Da Wemo Automation wie Hahn Ruhrbotics ein Teil der Hahn Group ist, konnte die Fördertechnik schnell und effektiv integriert werden.
Kameras erkennen Lage der Teile
Über dem Förderband sind mehrere Kameras verbaut, die den Robotern Informationen zur Lage und Ausrichtung der Teile geben, damit die Roboter die Teile richtig greifen und platzieren können. Der erste Roboter entnimmt ein Teil vom Förderband und legt dieses ins Nest 1 ein, wo der erste Sägevorgang erfolgt. Danach wird das Teil von einem kleineren Roboter für eine zweite Bearbeitung ins Nest 2 eingelegt. Da die Anlage immer zwei Bauteile gleichzeitig bearbeitet, sind beide vorhandenen Sägewerkzeuge stets in Betrieb.
Nach der Entnahme von Teilen pusten die Roboter mithilfe von Druckluft sämtliche Späne ab. Der kleinere UR-Roboter entnimmt zusätzlich die anfallenden Reststücke der Sägeteile und legt diese zur Entsorgung in eine spezielle Schrottbox. Nach dem Sägen platzieren die Roboter die fertigen Teile wieder auf dem Förderband, wo sie zum letzten Verarbeitungsschritt fahren.
Sensor im Roboter steuert Kraft
Am Ende des Förderbandes entnimmt ein weiterer Roboter die Teile und hält diese in eine Maschine zur Entgratung. Durch den im UR-Roboterarm integrierten Kraft-Momenten-Sensor kann der Prozess für das Entgraten mit gleichbleibender Kraft durchgeführt werden. Das fertige Bauteil wird dann vom letzten Roboter auf eine Rutsche gelegt, die zu einem Sammelcontainer führt.
Bereits wenige Wochen nach Inbetriebnahme der Anlage konnte der Kunde hohe Effizienzsteigerungen verzeichnen. Innerhalb von 24 Stunden wurden von der automatisierten Anlage mehr Teile bearbeitet als vorher im Rahmen des Schichtsystems und der manuellen Bedienung durch die Mitarbeiter. Heute arbeitet an der Anlage ein Bediener, der für die Beschickung zuständig ist. Normalerweise wären pro Schicht bis zu zwei Bediener für die zwei Sägen und das Entgraten notwendig gewesen.
Der Kunde suchte für dieses Projekt bewusst einen regionalen Partner, um schnellere Reaktionszeiten bei Wartungsarbeiten oder Problembehebungen zu gewährleisten. Im Ernstfall benötigt das Team von Hahn Ruhrbotics nur 45 Minuten, um direkt beim Kunden vor Ort zu sein. Bisher war dies jedoch nicht notwendig, da eine Anlagenverfügbarkeit von 97 % erreicht werden konnte. Bei kleineren Problemen kann das Team von Hahn Ruhrbotics über ein Fernwartungssystem auf die Anlage zugreifen und unmittelbaren Support leisten.
Der Kunde stellte die bereits vorhandenen Sägen und das Gerät zur Entgratung bereit und brachte im gemeinsamen Projektteam das notwendige Prozess Knowhow ein. Den Rest der Anlage steuerte Hahn Ruhrbotics bei: Drei große und zwei kleine Cobots von Universal Robotics samt maßgeschneiderten Greifern sowie Schutzzäune, Kameras, Robotersockel. Über einen Touchscreen kann die Anlage zentral bedient werden.
Ausblick
Gemeinsam mit dem Kunden wird bereits eine Produkterweiterung auf der Anlage geplant. Über das verbaute Bedienpanel kann der jeweilige zu produzierende Artikel ausgewählt werden. Hier ist besonders die maßgeschneiderte Programmierung von Vorteil, denn damit kann direkt angegeben werden, wie der Prozess verändert werden soll. Für die Zukunft wäre eine zusätzliche Erweiterung der Anlage zur automatischen Beladung mit Pick-and-Place denkbar. Der Kunde plant parallel den Transfer auf andere Bearbeitungsprozesse im Werk.
Hahn Group GmbH
Frankfurt Airport Center 1
Hugo- Eckener- Ring
60549 Frankfurt
Der Kunde: Wer ist Fischer Hydroforming?
Die Fischer Hydroforming GmbH ist eine hundertprozentige Tochtergesellschaft der Fischer Group. Die Fischer Group hat sich zu einem weltweit führenden Anbieter von Rohren und anderen Präzisionsbauteilen entwickelt, die unter Verwendung verschiedener austenitischer und ferritischer Edelstähle hergestellt werden. Über ihre acht Standorte in Nord- und Südamerika, China, Europa und Afrika bedient die Fischer Group unterschiedliche Märkte, unter anderem die Automobil sowie Luft- und Raumfahrtbranche mit einem Umsatz von über 800 Millionen Euro pro Jahr. Fischer Hydroforming versorgt einige der größten Automobilerstausrüster der Welt neben anderen Produkten mit Abgaskrümmern und komplexen Rohrleitungssystemen.
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