Roboter bearbeitet
Hydraulikventile von A bis Z

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TORNOS S.A.

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KUKA Roboter CEE GmbH, Linz, Zweigniederlassung Schweiz

Ablauf des Prozesses

Der automatisierte Bearbeitungsprozess umfasst zwei Schritte: Die Einzelteile, entweder Rohmaterial wie Automatenstahl, Guss oder Aluminium oder vorgearbeitete Teile, laufen über ein Förderband. Dort nimmt der Roboter ein Teil auf und führt dieses über eine Vorpositionierung in die Fräsmaschine. Nach Beendigung dieser Bearbeitung entnimmt der Roboter das Exemplar wieder und gibt es in einem zweiten Schritt in eine Drehmaschine. Abschliessend wird das bearbeitete Werkstück wieder auf dem Förderband abgelegt. Dieser gesamte Prozess inklusive Fräsen und Drehen dauert gerade mal vier Minuten pro Stück.

Bearbeitet werden an dieser Anlage Hydraulikteile mit unterschiedlichen Formen und Materialien. Der komplette Prozess wird auf der Robotersteuerung KCP programmiert. Ein manueller Eingriff ist nur zum Wechseln der Backen oder zum Anpassen an unterschiedliche Teilhöhen und -grössen erforderlich.

«Ein grosser Vorteil dieser Anlage liegt klar in der hohen Flexibilität. Wir können Querlöcher fertigen, was vorher an der Rundbearbeitungsmaschine nicht möglich war», beschreibt Marc Colijn die Veränderung. «Ausserdem können wir jetzt sieben Tage die Woche 24 Stunden produzieren und das beinahe mannlos. Das ist zweifelsohne ein unverkennbarer Mehrgewinn.»

Eine zweite Anlage für kleine Serien

Nach diesem messbaren Erfolg der Automatisierung lag die Entscheidung nahe, eine zweite Anlage anzuschaffen. Das heisst, es sollte eine flexible Fertigung für Serien mit einer Stückzahl von mindestens zwei bis drei Werkstücken aufgebaut werden. «Nachdem wir die Vorzüge einer Roboteranlage erkannt haben, entschieden wir uns, den selben Bearbeitungsprozess auch für unsere Kleinserien zu automatisieren», so Colijn.

«Vorher wurde dieser Herstellungsprozess komplett manuell gehandhabt, was für uns bedeutete, dass die Herstellung natürlich entsprechend lange dauerte. Deswegen war uns wichtig, dass die neue Anlage 24 Stunden lang laufen kann und das am liebsten 7 Tage in der Woche», schildert Colijn die Planung. «Eine weitere von uns gestellte Anforderung war, dass diese Anlage ? im Gegensatz zu derjenigen für Grossserien ? einen automatischen Spannbackenwechsler integriert hat. Ausserdem sollten die Rohteile nicht mehr im voraus auf einem System gespannt werden. Der Roboter muss also alle Werkstücke automatisch greifen können.»

Wie arbeitet die zweite Roboteranlage?

Vor gut einem Jahr fiel schliesslich die Wahl auf eine weitere Anlage des Kuka-Systemintegrators Insys Industriesysteme AG, mit integriertem Roboter KR 60. Auf dieser Anlage wird heute während des Arbeitstages das zu bearbeitende Werkstück eingerichtet und in der Nacht läuft dieses durch. Ein Werkstück ist typischerweise ein Hydraulikteil mit einer Kantenlänge von mindestens 20 mm bis zu 125 mm, zum Beispiel Sandwichplatten, Körper mit Ventilbohrungen oder Senkungen. Der wesentliche Unterschied zur vorherigen manuellen Fertigung besteht darin, dass die Werkstücke in der Anlage komplett fertig bearbeitet werden. Die Mitarbeiter sind damit vor allem für das Bedienen und Programmieren der Gesamtanlage zuständig.

«Der Vorteil dieser Roboteranlage liegt klar darin, dass wir alles in kurzer Zeit ­automatisch einrichten können», berichtet Manfred Greber, zuständiger Programmierer der Anlage. «Wir legen also die Rohlinge in das Lagerverwaltungssystem, starten einen Testlauf, gefolgt von einer Kontrolle und anschliessend läuft der Prozess automatisch. Parallel haben wir die Zeit, ein neues Programm für die nächste Serie zu schreiben. Das ist schon eine enorme Zeitersparnis.»

Die Rohteile selber sind nicht vorgespannt, der Roboter wechselt je nach anstehendem Werkstück die Backen selber. Die Anweisungen zum Wechseln der Backen, entsprechend Hydraulikteilgrösse und -art, wurden beim Einrichten der Anlage einmal programmiert und laufen seither völlig automatisch ab.

Startet der Prozess, greift der Roboter ein Werkstück aus dem Lagerverwaltungssystem und führt es dem Bearbeitungscenter zu, welches automatisch das Bearbeitungsprogramm startet. Ist dieser Vorgang abgeschlossen, entnimmt der Roboter das Teil und gibt es in eine Abblasstation. Mittels Druckluft wird jeder Artikel gesäubert und Späne abgeblasen. Der Vorgang ist mit der Ablage des Werkstücks im Lagerverwaltungssystem beendet. Damit fertigt der Roboter die Teile von A bis Z selbständig.

Aufwertung der Arbeitsplätze

In 95% der Serien ist das Werkstück nach dem ersten Durchgang erst von drei der sechs Seiten bearbeitet. Damit ist es halbfertig, und eine zweite Bearbeitung ist erforderlich. Ist auch der zweite Durchgang abgeschlossen, kann das fertige Teil manuell aus dem Lagerverwaltungssystem entnommen werden. Danach wird es gewaschen, geht in die Qualitätskontrolle und anschliessend weiter zur externen Beschichtung oder direkt in die Endmontage.

«Für uns ist ein grosser Vorteil, dass jede wiederkehrende Serie, die bereits einmal produziert wurde, jederzeit erneut aufgestartet werden kann, ohne dass ein neues Programm geschrieben werden muss», schildert Greber seine Erfahrung. «Dank dieser Roboteranlage ist auch der Arbeitsplatz für mich viel interessanter und damit auch wertvoller geworden. Vorher mussten wir ja alles von Hand machen. Jetzt dagegen ist meine Arbeit anspruchsvoll und abwechslungsreich.»

Weitere Roboter-Projekte im Visier

Bereits plant man bei Wandfluh zukünftige Roboter-Projekte, denn die Nachfrage nach Hydraulikteilen steigt weiter. So könnte zum Beispiel die Beschickungsanlage erweitert werden. Ziel ist grundsätzlich, immer mehr Teilprozesse zu automatisieren. Und auch der Hintergrund dazu ist einfach: «Wir schauen, dass die Mitarbeiter tagsüber in der Firma effektiv und sinnvoll arbeiten können und die Maschinen 24 Stunden laufen. Erst damit sind wir konkurrenzfähig», so Marc Colijn.

Autor

Meike Stuber

Marketing Kuka Roboter Schweiz

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