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Bei Automobilzulieferer Koepfer sorgt Fruitcore-Roboter für Prozesssicherheit Roboter mit Fingerspitzengefühl

| Redakteur: Silvano Böni

Der Automobilzulieferer Koepfer setzt beim Lasermarkieren von Zahnrädern für Anwendungen rund um den Motor auf Horst. An der kombinierten Anlage markiert der Industrieroboter von Fruitcore die Zahnräder und übernimmt auch die Fehlerkontrolle der Komponenten.

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Ist das Bauteil in Ordnung, legt es Horst im Gutteilemagazin ab.
Ist das Bauteil in Ordnung, legt es Horst im Gutteilemagazin ab.
(Bild: Fruitcore)

Seit gut 150 Jahren gibt es die Koepfer Zahnrad- und Getriebetechnik GmbH in Furtwangen bereits. Aus der Schwarzwälder Uhren-­Industrie hervorgegangen, hat sich das Unternehmen über die Jahre zu einem gefragten Zulieferer für die Automobilindustrie entwickelt. Koepfer ist einer der grössten Anbieter für hochpräzise Zahnräder in Europa und arbeitet hauptsächlich für die grossen deutschen OEMs. Das Unternehmen fertigt mit etwa 900 Mitarbeitern an drei Standorten in Deutschland und einem in China Zahnräder für Anwendungen rund um den Motor, etwa Steuertriebe oder Pumpen. Die vergangenen Jahre waren von starkem Wachstum geprägt, und Koepfer hat dementsprechend viel in die Automatisierung seiner Werke investiert. Neben Gross­serien produziert das Unternehmen auch Klein- und Mittelserien. «Die Anforderungen in diesem Bereich sind Flexibilität, schnelle Umrüstbarkeit und geringe Kosten», erklärt Mathias Schneider, bei Koepfer zuständig für die Klein- und Mittelserien. «Automatisierung und Digitalisierung waren für uns schon immer ein grosses Thema», erklärt Geschäftsführer Thomas Koepfer. «Seit fünf Jahren rückt dieses aber verstärkt in den Fokus und wir sind bestrebt, weiter zu automatisieren. Darum haben wir uns auch für Horst entschieden.» Die Verbindung zu Fruitcore war bereits von Beginn an etabliert. «Patrick Zimmer­mann, einer der Gründer und CFO von Fruit­core, hat während seines Studiums bei uns ein Praxissemester absolviert und war auch in unserem Werk in China», erinnert sich Koepfer und lächelt. «Als Ingenieure von uns dann ebenfalls auf Horst aufmerksam wurden, haben wir nicht lange ge­fackelt und uns den Roboter einmal näher an­gesehen.»

Horst überzeugt beim Vorstellungsgespräch

Zusammen mit dem Gründer und CEO Jens Riegger brachte Patrick Zimmermann Horst Ende 2018 zum Vorstellungsgespräch nach Furtwangen mit, wo der Roboter schnell überzeugte. «Gemeinsam besprachen wir mögliche Einsatzgebiete für Horst», erzählt Schneider. «Es war klar, dass wir ihn für einfache Tätigkeiten einsetzen wollen, um unsere Mitarbeiter zu entlasten und sie für andere Aufgaben freizubekommen.» Im Gespräch waren Wälzfräsen, Räumen oder eben das Laserbeschriften der Zahnräder. «Wir haben uns für das Laserbeschriften entschieden», führt er weiter aus.

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«Horst ist preiswert in der Anschaffung, benötigt wenig Platz, ist flexibel einsetzbar und dank der intuitiven Bedienung über HorstFX einfach zu handhaben», sagt Schneider. «Das macht ihn für uns interessant. Gerade beim Lasermarkieren, wo die Mitarbeiter über sehr unterschiedliche Ausbildungsstände verfügen, ist es wichtig, dass trotzdem alle die Bedienung verstehen.» Im Mai vergangenen Jahres wurde der Roboter geliefert und aufgestellt. Koepfer wählte die einfachste Lösung und hauste Horst in eine gläserne Kabine ein. Hierbei mussten kleinere Herausforderungen gelöst werden: «Beispielsweise kam dem Roboter beim Aufnehmen des letzten Zahnrads die Magazinschiene ins Gehege», erzählt Schneider. «Fruitcore hat das Ganze einfach überarbeitet, und wenige Tage später hat es gepasst. Das war und ist eine Lernkurve für uns alle.» Seit einem guten halben Jahr ist Horst jetzt in Betrieb und erfüllt seine Aufgabe mit Bravour.

Prozesssicherheit bei der Fehlerkontrolle

Zuerst entnimmt der Roboter aus einem 200 Zahnräder fassenden Magazin ein Zahnrad. Dieses legt er anschliessend in den Lasermarkierer. Hier werden nicht nur Hersteller, ein Datamatrixcode, Chargen- oder Artikelnummer mit dem Laser aufgebracht, sondern die Zahnräder auch gleich auf Fehler geprüft. «Horst legt das Zahnrad in eine Poka-Yoke-Vorrichtung, die das Kugelmass prüft», erklärt Schneider. Ist die Komponente in Ordnung, schliesst sich die Schutzklappe und das Zahnrad wird beschriftet. Horst entnimmt das Zahnrad anschliessend und legt es im Gutteilemagazin ab, wo es zur Verpackung bereit liegt. Ist das Zahnrad bei der ersten Prüfung nicht in Ordnung, greift Horst das Bauteil erneut, dreht es um einige Grad und legt es für eine erneute Prüfung zurück auf die Poka-­Yoke-­Vorrichtung. Wenn die Komponente auch bei der zweiten Prüfung nicht in Ordnung ist, schleust sie Horst selbständig und zuverlässig aus. An­schlies­send beginnt der Zyklus von vorn. 30 Sekunden dauert der Vorgang, mit der Nachprüfung 35 Sekunden. Der Roboter benötigt zweieinhalb bis drei Stunden, um die 200 Zahnräder zu bearbeiten.

Der Bewegungsablauf zur Handhabung der Teile ist sehr komplex und herausfordernd. «Da waren wir uns anfangs nicht sicher, ob der Roboter das kann», sagt Schneider. «Aber Horst hat es hinbekommen und wir sind davon ganz begeistert.» Zudem biete der Roboter zwei handfeste Vorzüge: Da Horst mannlos arbeitet, kann Koepfer jetzt auch Geisterschichten fahren, bei denen der Roboter so lange arbeitet, bis das Rohmaterial-Magazin leer ist. «Und noch viel wichtiger ist: Horst sorgt für Prozesssicherheit. Bei der Kontrolle können Mitarbeitern leicht Fehler unterlaufen – das ist menschlich und normal, der menschliche Faktor eben. Horst bekommt klare Vorgaben und eindeutige Daten vom Messfinger, wann ein Bauteil in Ordnung ist und wann nicht. Damit schleust er zuverlässig Teile mit Fehlern aus, und das ist in unserer Branche ein grosser Vorteil», erklärt Schneider. «Das Konzept ist gut, die Programmierung einfach», resümiert Thomas Koepfer. «Wenn Horst weiterhin so gut funktioniert, werden wir bald weitere Modelle an verschiedenen Stellen installieren.» Der nächste Schritt sei jetzt, Horst für weitere Artikel in Betrieb zu nehmen. Wenn das läuft, soll der Roboter dann andere Aufgaben übernehmen, etwa beim Wälz­fräsen.

Zusammenarbeit und Support überzeugen

Neben der Leistung von Horst überzeugt auch die Zusammenarbeit mit Fruitcore. «Das hat von Anfang an gepasst», sagt Schneider. Die Konstanzer seien einfach erreichbar, sehr flexibel und reagierten schnell. «Da geht sehr viel über den kurzen Dienstweg – so sparen wir sehr viel Arbeit und Zeit», führt er weiter aus. «Diese Art der Zusammenarbeit ist selten und für uns sehr wertvoll.» SMM

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