Einsatz von zwei kollaborierenden Robotern steigert Produktionskapazitäten um 50 Prozent Cobot entlastet Mitarbeiter im Glasbläserbetrieb

Einsatz von zwei kollaborierenden Robotern steigert Produktionskapazitäten um 50 Prozent

Cobot entlastet Mitarbeiter im Glasbläserbetrieb

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Dank zwei kollaborierender Roboter von Universal Robots optimiert das Familienunternehmen Hofmann Glastechnik nicht nur seine Produktionsprozesse, sondern schöpft auch das Potenzial der Mitarbeiter besser aus.

Seit mehr als fünf Jahrzehnten stellt die Hofmann Glastechnik mit über 20 Mitarbeitern technische Gläser für Labore, Medizin und Industrie her. Als eines der größten industriellen Glasbläserunternehmen im deutschsprachigen Raum kombiniert Hofmann mit über 20 Mitarbeitern traditionelles Glasbläserhandwerk und modernste Produktionstechniken.

Auf der Suche nach Optimierungsmaßnahmen für den Fertigungsprozess, hatte Hofmann bereits den Einsatz von Robotern in Erwägung gezogen, hielt aber traditionelle Industrieroboter für zu teuer, zu aufwändig und zu schwer integrierbar. Als es für den Familienbetrieb zunehmend schwieriger wurde, qualifizierte Fachkräfte zu gewinnen und Kapazitäten zu knapp wurden, kamen die kollaborierenden Leichtbauroboter genau rechtzeitig.

„Der ständige Fachkräftemangel hat uns in den letzten Jahren ganz schön zu schaffen gemacht und uns vor Augen gehalten, wie wichtig es ist, das Potenzial unserer vorhandenen Mitarbeiter voll auszuschöpfen. So kam uns die Idee, repetitive Tätigkeiten, wie die Maschinenbestückung, zu automatisieren. Mit den Robotern von Universal Robots haben wir hierfür eine ideale Lösung gefunden“, so Geschäftsführer Robert Hofmann.

Vorteil der kollaborierenden Roboter: Sie können nach einer Risikobeurteilung ohne oder mit nur minimaler Schutzumhausung unmittelbar neben dem Menschen arbeiten. Bei Hofmann sind nun zwei UR-Roboter bei der vollautomatischen Serienherstellung von Glasküvetten im Einsatz. Hier übernehmen die kollaborierenden Roboter UR5 und UR10, die nach ihren Nutzlasten in Kilogramm benannt sind, die Maschinenbestückung. In einem präzisen Pick-&-Place-Verfahren greift der Roboter hochsensible Glasröhren, führt sie einer Glasdrehbank zu, entfernt sie nach der Bearbeitung wieder daraus und legt sie ab.

Glas bringt sehr spezielle Anforderungen im Umformungsprozess mit sich. Robert Hofmann kennt die Herausforderungen: „Die Gläser sind extrem empfindlich. Schon kleinste Temperaturveränderungen an den Werkzeugen wirken sich auf das Umformungsergebnis aus.“ Für jedes Teil muss der Produktionsprozess daher präzise und stabil sein, damit eine gleichbleibende Qualität der Glaskomponenten erzielt werden kann. Hierfür muss die Temperatur an den Maschinen möglichst konstant sein. „Früher haben unsere Mitarbeiter die Glasdrehbänke manuell bestückt. Schon bei kurzen Unterbrechungen im Arbeitsprozess kühlten die Maschinen dann natürlich immer wieder ab. Als wir das erste Mal die kollaborierenden UR-Roboter für diese Aufgabe einsetzten, haben wir auf einmal top Ergebnisse bekommen. Das war ein Quantensprung nach vorne. Die Qualität unserer Glasbauteile hat sich enorm verbessert“, zeigt sich Robert Hofmann begeistert.

Kapazität um 50 Prozent gesteigert

Bis zu elf Stunden am Tag bestücken die UR-Roboter die Maschinen. So konnte das Unternehmen seine Produktionskapazitäten im Anwendungsbereich um 50 Prozent steigern und seine ursprüngliche Investition in die Roboter in etwa einem halben Jahr amortisieren.

Je nach Applikation produzieren die UR-Roboter bei Hofmann heute zwischen 200 und 400 Glasküvetten am Tag. Bei Bedarf kann das Unternehmen die kollaborierenden Kollegen flexibel an verschiedenen Glasdrehbänken einsetzen. „Das Umdocken der Roboter ist sehr einfach. Wir haben dafür eine Vorrichtung entwickelt, durch die wir die UR-Roboter ganz unkompliziert zwischen den verschiedenen Maschinen verschieben können“, erklärt Björn Uthe.

Den Abteilungsleiter im Maschinenpark hat auch die Benutzerfreundlichkeit überzeugt: „Die Handhabung der UR-Roboter ist wirklich sehr intuitiv. Hat man einmal die Abläufe und Funktionsweisen dahinter verstanden, sind die Roboter für jedermann bedienbar.“ Mit Hilfe eines Touchscreen-Tablets können erforderliche Bewegungsabläufe festgelegt werden. Im Freilaufmodus kann der Nutzer einfach den Arm des Roboters greifen und ihm neue Aufgaben beibringen, indem er ihn physisch von Wegpunkt zu Wegpunkt führt.

Erleichterung für Mitarbeiter

Da die Roboterarme die Fachkräfte von der monotonen Routinetätigkeit der Maschinenbestückung entlasten, haben sie den zunächst skeptischen Björn Uthe schnell überzeugt: „Die UR-Roboter bedeuten eine enorme Erleichterung für unsere Arbeitsabläufe. Früher mussten wir immer zwischen den einzelnen Glasdrehbänken hin und her laufen und sie parallel bestücken. Seit der UR5 und der UR10 bei uns arbeiten, kann ich mich wieder mehr mit dem Einrichten der Maschinen beschäftigen. Und auch die logistischen Rahmenaufgaben gehen mir hier nie aus.“ Zudem kann Hofmann seine qualifizierten Fachkräfte vermehrt bei der traditionellen Anfertigung von individualisierten Glaskomponenten einsetzen.

Robert Hofmann arbeitet bereits daran, weitere Roboter in der Produktion zu implementieren. „Der eine UR-Roboter erwirtschaftet im Prinzip immer wieder den nächsten.“ So ist ein zweiter UR5 schon bestellt und wird an einer weiteren Umformungsmaschine eingesetzt. Dort wird der Roboter mit Hilfe von zwei Endeffektoren, einem Greifer und einer Saugvorrichtung, einen komplexen Maschinenbestückungsvorgang automatisieren. Robert Hofmann blickt optimistisch in die Zukunft: „Mittelfristig wollen wir bei allen Produktionsprozessen, die automatisiert werden können, die Leichtbauroboter einsetzen. Heute sind die Roboterkollegen nur Hilfsarbeiter. In Zukunft wäre es toll, wenn sie unsere Mitarbeiter auch direkt bei der manuellen Glasumformung unterstützen könnten.“

Universal Robots A/S

www.universal-robots.com/de/;

automatica Halle B4, Stand 303


+ Steckbrief + Steckbrief +

  • Mit kollaborierenden Leichtbaurobotern von Universal Robots optimiert der Familienbetrieb Hofmann Glastechnik seine Produktion und schöpft das Potenzial der vorhandenen Mitarbeiter besser aus.
  • Ein UR5 und ein UR10 sind bei der Maschinenbestückung im Einsatz. Sie greifen hochsensible Glasröhren, führen sie einer Glasdrehbank zu und legen sie nach der Bearbeitung wieder ab.
  • Je nach Applikation produzieren die UR-Roboter zwischen 200 und 400 Glasküvetten am Tag. Bei Bedarf können Roboter flexibel an verschiedenen Glasdrehbänken eingesetzt werden. Für das Umdocken der Roboter hat man eine Vorrichtung entwickelt, durch die sich die UR-Roboter unkompliziert zwischen den Maschinen verschieben lassen.
  • Die automatische Bestückung hat auch die Qualität der Glasbauteile enorm verbessert. Denn die Gläser sind extrem temperaturempfindlich. Und bei der manuellen Bestückung der Glasdrehbänke kühlten die Maschinen schon bei kurzen Unterbrechungen im Arbeitsprozess schnell ab.
  • Durch die Qualitätsverbesserung und die Steigerung der Produktionskapazitäten um 50 Prozent konnte Hofmann Glastechnik seine Investition in die Roboter in etwa einem halben Jahr amortisieren.

Interview Robert Hofmann, Geschäftsführer bei Hofmann Glastechnik

„Erstmal klein und einfach anfangen“

Was er bei der Einführung kollaborierender Roboter gelernt hat, erzählt Hofmann Glastechnik-Chef Robert Hofmann.

Was sind Ihre wichtigsten lessons learned aus den MRK-Projekten?

Hofmann: Rückblickend wäre es besser gewesen, wenn ich im ersten Schritt den Umgang mit dem Roboter intensiver geübt und klein angefangen hätte. Dann hätte ich die Programmieroberfläche schneller verstehen können. Das ist kein Hexenwerk und wenn man die Zusammenhänge versteht, ist das auch für jemanden ohne jegliche Erfahrung leicht erlernbar. Der gesamte Prozess, von der Anlieferung des Roboters bis zu dem Punkt, an dem ich alles verstanden habe, hat schätzungsweise nur acht Tage gedauert. Man muss sich natürlich die Zeit nehmen und damit beschäftigen – aber es ließ sich überraschend leicht erschließen.

Wann hat sich die Roboterinvestition amortisiert?

Hofmann: Also ich kann definitiv sagen: Das lohnt sich absolut. Ich sage immer: Der Roboter muss dein Freund werden. Und wenn er das mal ist, dann bleibt er es auch – man kann wirklich tolle Sachen machen. Und Spaß bringt es auch. Wenn wir über Zahlen sprechen wollen, gibt es zwei Seiten: Wenn ich die reine Arbeitszeit nehme, hat sich der Roboter bei mir nach etwa einem Jahr amortisiert – das finde ich schon traumhaft. Wenn ich jetzt aber die Kostenersparnis im Ganzen sehe, also bessere Qualität, weniger Ausfall und weniger Nachjustierung direkt am Maschinenprozess, hat es sich schon nach einem halben Jahr rentiert. Doch das Thema Kosten ist nur eine Seite der Medaille.

Was ist die andere?

Hofmann: Was mich sehr positiv überrascht hat, ist die Arbeitsentlastung, die der Roboter für meine Mitarbeiter und mich bringt. Ein Beispiel: Wir arbeiten hier mit heißem Glas. Wenn ein Mitarbeiter kurz eine Pause macht, kühlt die Maschine sofort ab, was die Wiederaufnahme der Arbeit nach der Pause schnell problematisch macht. Dann funktioniert die Maschine plötzlich nicht mehr genau so wie vorher, man muss die Ursachen finden und wieder nachjustieren. So etwas bringt Stress in den Arbeitsalltag, den mir die Roboter nehmen können. Außerdem gibt der Roboter eine gewisse Planungssicherheit: Krankheits- und Urlaubszeiten von Mitarbeitern können durch den Roboter ausgeglichen werden.

Was raten Sie anderen KMUs? Was sollte man bei MRK-Projekten beachten?

Hofmann: Sie sollten erstmal klein und einfach anfangen: Also zunächst kein Sonderwerkzeug, einfache Schnittstellen und nicht den Anspruch haben, gleich komplexe Programme umsetzen zu können. Außerdem sind die Online-Schulungen der Universal Robots Academy wirklich toll, um ein Gefühl dafür zu bekommen, um was es eigentlich geht – das ist kostenlos und nimmt auch wirklich nicht viel Zeit in Anspruch. Zu Beginn ist es hilfreich, einen Fachmann zur Seite zu haben, der einem dabei hilft, das Programm systematisch aufzubauen. Ist das erste Projekt geschafft, fallen die nächsten mit Sicherheit viel leichter.

Hofmann Glastechnik GmbH

http://hofmann-glas.com

Robert Hofmann: „Was mich sehr positiv überrascht hat, ist die Arbeitsentlastung, die der Roboter für meine Mitarbeiter und mich bringt.“
Bild: Universal Robots

Hofmann @

Über seine Erfahrungen bei der MRK-Einführung spricht Robert Hofmann auch am 20. Juni 2018 um 15 Uhr auf dem automatica Forum „Kollaborierende Robotik für den Mittelstand.“

www.automationspraxis.de/automaticaforum


Hofmann @

Über seine Erfahrungen bei der MRK-Einführung spricht Robert Hofmann auch am 20. Juni 2018 um 15 Uhr auf dem automatica Forum „Kollaborierende Robotik für den Mittelstand.“

www.automationspraxis.de/automaticaforum

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