CNC-Bestückung mit Cobots
Kollaborativ an der Maschine
Bei Heemskerk, einem niederländischen Hersteller feinmechanischer Produkte, steht eine Vielzahl an CNC-Maschinen, die fräsen, bohren und schweißen. Die Besonderheit: Unter den Robotern zur Bestückung finden sich nicht nur klassische Roboter sondern auch acht Leichtbaukinematiken, die großteils kollaborativ und ohne Schutzzaun betrieben werden.
Heemskerk Fijnmechanica kann durch die einfache Bedienbarkeit der UR-Roboter flexibel auf wechselnde Produkte reagieren. (Bild: Universal Robots (Germany) GmbH)
Bereits vor rund 20 Jahren begann Heemskerk Fijnmechanica, Industrieroboter in seine CNC-Fertigung zu integrieren. Heute gehören zahlreiche Unternehmen zu den Auftraggebern, unter anderem aus der Luftfahrt-, Automobil- oder Verpackungsindustrie. Deren unterschiedliche und ständig wechselnden Produkte in schwankenden Losgrößen stellten lange eine Herausforderung dar: Die Maschinen müssen für jeden Auftrag neu programmiert werden, bei kleinen Losgrößen also täglich. Die nun eingesetzten UR-Roboter bieten dafür eine intuitive Bedienoberfläche, mit der sie sich ohne große Vorkenntnisse einfach programmieren lassen. So sind sie schnell auf die neuen Produkte eingestellt. Auch das Ökosystem UR+ hilft an dieser Stelle: Mit den unterschiedlichen Bauteilen gehen auch jeweils wechselnde Greifspannen und neu zu programmierende Greifwegen der Roboter einher. Um auf diese passend zu reagieren, können Peripherieprodukte wie Greifer, Sensoren oder Visionssysteme nach dem Plug&Play-Prinzip implementiert werden.
Bei Heemskerk bestücken fünf UR10s die CNC-Maschinen ohne Sicherheitsumhausung. (Bild: Universal Robots (Germany) GmbH)
Mit MRK zum Wettbewerbsvorteil
Die einfache Bedienbarkeit war jedoch nicht die einzige Eigenschaft, die Heemskerk überzeugte, sondern auch die Möglichkeit, Mensch und Roboter nach einer abgeschlossenen Risikobeurteilung ohne Schutzzäune nebeneinander arbeiten zu lassen. Die eingebauten Sicherheitsfunktionen begrenzen dabei unter anderem Kraft, Leistung und Geschwindigkeit der Roboter, sobald diese in Kollaboration mit dem Werker treten. Sobald der Cobot dann eine unerwartete Kollision mit dem Menschen erkennt, erfolgt seine Abschaltung oder es werden die maximal auftretenden Kräfte und Drücke reduziert. Ohne die Schutzumhausung wird die Produktion schlanker und wandlungsfähiger, was sich auch bei Heemskerk auszahlt. Denn bei wenig Platz war die Möglichkeit zum Bauen von Schutzzäunen stets begrenzt. Von diesen Vorteilen überzeugt, integrierte das Unternehmen mit Hilfe des Systemintegrators Gibas Automation einen der ersten Cobots in den Niederlanden: einen UR5 mit einer Gebläse-Applikation zum Reinigen von Werkstücken. Diese Aufgabe führt der Roboter heute noch aus: Kleinere Werkstücke, wie etwa Metallringe, werden in ein Sieb gegeben, welches vor dem Roboterarm platziert wird. Er pustet dann den Staub und lose Teile von den Werkstücken.
Gemeinsam mit einem klassischen Industrieroboter reinigt ein UR10 die Werkstücke. (Bild: Universal Robots (Germany) GmbH)
Acht Cobots im Einsatz
Inzwischen sind bei Heemskerk insgesamt acht UR-Cobots im Einsatz: neben dem UR5 auch sieben UR10. Davon bestücken fünf unterschiedliche CNC-Maschinen. Sie nehmen das zugeschnittene Rohmaterial auf und platzieren es in der Maschine. Während diese das Werkstück fräst, bringt der Cobot das nächste Teil in Position. Ist die Maschine fertig, wird das Werkstück entnommen und das nächste eingesetzt. Da sich die Taktzeiten hierbei auch über mehrere Minuten erstrecken können, bietet sich eine Automatisierungslösung geradezu an. Andernfalls würden Personalressourcen unnötig lange in Anspruch genommen. Zwei weitere UR10 arbeiten mit einem herkömmlichen Industrieroboter zusammen, um Werkstücke zu reinigen. Dabei nimmt der Industrieroboter Teile aus einer CNC-Maschine und legt sie ab. Der UR-Cobot nimmt sie daraufhin auf und tunkt sie nacheinander in verschiedene Flüssigkeiten zur Reinigung. Abschließend hält der Roboter die Werkstücke zum Trockenblasen in eine Maschine und legt sie ordentlich auf einem Tray ab. In dieser Anwendung sind die Cobots hinter einem Sicherheitszaun montiert – allerdings nur, da sie direkt mit dem Industrieroboter zusammenarbeiten, der diese Sicherheitsvorkehrung voraussetzt.
