Die Hartmetall-Werkzeugfabrik Paul Horn entschied sich 2018 dazu, einen Teil der Produktion zu automatisieren. „Wir müssen unsere Produkte auch bei kleinen Losgrößen wirtschaftlich produzieren. Daher benötigen wir sehr flexible Automationslösungen in Kombination mit unseren eigenen CNC-Schleifmaschinen“, sagt Geschäftsführer Matthias Rommel. Paul Horn entschied sich, die Anlagen mit einem KR Agilus von Kuka auszurüsten, der automatisiert Wendeschneidplatten verschiedener Produktfamilien auf einen Werkstückträger montieren und der CNC-Maschine zuführen sollte.
35 Produktfamilien mit jeweils unterschiedlichen Parametern machten die Aufgabe für den KR Agilus anfangs schwierig. „Es kommt bei dieser Arbeit auf die exakte Genauigkeit der Greiftechnik an. Diese zu programmieren, hat uns intern vor Herausforderungen gestellt“, gibt Rommel zu. Hinzu kamen Einschränkungen durch äußere Gegebenheiten, wie Platzmangel und kurze Taktzeiten. Horn entschied sich, die Expertise von Kuka im Bereich Application Engineering mit an Bord zu holen, um das Projekt ans Ziel zu bringen. Schließlich stellt die Software und deren Dokumentation einen entscheidenden Baustein in der Automatisierung dar.
Ein Softwarepaket und vier Anlagentypen
Sven Göckes, langjähriger Roboterprogrammierer bei Kuka, ließ sich in die Ideen einweihen und hat daraufhin eine einheitliche Programmier- und Softwarestruktur projektiert und festgelegt. „Das Ziel war, die Lösung so generisch zu programmieren, dass wir die Produktvielfalt jederzeit erweitern können. Das war nicht einfach und hat meinen Ehrgeiz geweckt“, sagt Göckes. Zwei Jahre, viele gemeinsame Gespräche und mehr als 4.000 Programmierstunden später waren die Anlagen für die verschiedenen Produktfamilien fertigentwickelt und in Betrieb genommen. Ein wesentlicher Erfolgsfaktor war dabei das Softwarepaket Kuka.AppTech, das durch seinen modularen Aufbau zum Produktionskonzept von Paul Horn passt. Die einzelnen Module lassen sich auf die verschiedenen Produktgruppen anpassen, wodurch eine Reproduzierbarkeit sich wiederholender Programmierabläufe mit geringem Aufwand möglich ist.
Der richtige Schliff für jede Wendeschneidplatte
Der KR Agilus hängt in den Anlagen bei Horn kopfüber an der Zellendecke, von wo aus er alle Bewegungen durchführen kann. Ein Mitarbeiter kann von außen die Zelle mit einer Palette bestücken und am Bedienpult die entsprechenden Parameter zu den darauf befindlichen Werkstücken eingeben. Dann beginnt der Roboter mit seiner Arbeit. Er richtet die Wendeschneidplatten auf dem Werkstückträger aus und greift ihn. Der Roboterarm führt das Werkstück zu einer Kamerastation, die die Schneideposition bestimmt. Mit dieser Information positioniert der Roboter die Wendeschneidplatte auf dem dafür vorgesehenen Träger, der im nächsten Schritt der CNC-Maschine zum Schleifen gebracht wird. Die fertig geschliffene Wendeschneidplatte kommt zurück zum Roboter, der diese wieder an ihrem ursprünglichen Platz auf der Palette ablegt. Während das eine Werkstück geschliffen wird, montiert der Roboter schon das nächste auf einem neuen Träger.
Die passende SoftwareZusammenstellung
Von insgesamt rund 300 Maschinen bei Paul Horn laufen mittlerweile 55 mit der von Kuka entwickelten Anlage – auch in den USA und Tschechien. 27 weitere KR Agilus sollen die Automatisierung vorantreiben. Um die Genauigkeit beim Greifen zu gewährleisten und kurze Taktzeiten zu erfüllen, kamen verschiedene Software-Pakete zum Einsatz. So unterstützte das modular aufgebaute Softwarepaket Kuka.AppTech bei der Programmierung der Anlagen. Zur Unterstützung und Planung der Sicherheitskonfiguration kam die Simulationssoftware Kuka.Sim zum Einsatz. Mit der Software Kuka.SafeOperation ließen sich zusätzlich Arbeits- und Schutzbereiche virtuell festlegen und nach der Umsetzung in der Realumgebung überwachen.
