Als ein Rahmenauftrag für eine Medizintechnik-Komponente ins Haus flatterte, stand EGU-Metall kurzfristig vor einer Herausforderung: Es gab keine freien Kapazitäten an der Fräsmaschine. Eine schnelle Lösung musste gefunden werden. Man orderte eine neue Fräsmaschine, die statt von Hand durch einen Roboter von Universal Robots bestückt wird.
15 Mitarbeiter fertigen bei EGU-Metall die verschiedensten Teile aus Blech und Metall, von einfachen Laserzuschnitten über Abkant- und CNC-Frästeile bis hin zu komplexen Baugruppen. Durch immer kleiner werdende Stückzahlen ist man zunehmend auf eine Prozessautomatisierung angewiesen. Nur so können die Maschinen bestmöglich ausgelastet werden, indem sie beispielsweise auch in der Nacht laufen. Gleichzeitig lässt sich durch Automatisierung auch der Stundensatz für kleine Serien, die noch von Hand gefertigt werden, reduzieren.
Ein akuter Automatisierungsbedarf entstand bei EGU-Metall Anfang 2012, als dem Unternehmen ein Rahmenauftrag für eine Medizintechnik-Komponente mit einer Jahresmenge von 16 000 Stück erteilt wurde. Das Werkstück wird zunächst lasergeschnitten und dann in der Fräsmaschine bearbeitet. Dabei unterliegt es sehr hohen Qualitätsanforderungen, da es später im Operationssaal eingesetzt wird.
Da die vorhandene Fräsmaschine bereits gut ausgelastet war, entschied sich das Unternehmen, eine weitere Fräsmaschine in seinen Maschinenpark zu integrieren und diese zu automatisieren. „Ohne eine Automatisierungslösung wäre es für uns schwierig geworden, den Rahmenauftrag in der vorgegebenen Lieferzeit zu stemmen“, berichtet Sebastian Gruber, unter anderem zuständig für die Fertigungstechnik.
Gruber war schon 2011 in einem Fachmagazin auf den dänischen Leichtbauroboter aufmerksam geworden. Der UR5 ist ein sechsachsiger Roboterarm mit einem Arbeitsradius von 850 mm. Bei einem Eigengewicht von 18 Kilogramm kann er bis zu fünf Kilogramm tragen. Als 2012 der akute Automatisierungsbedarf eintrat, meldete er sich beim Vertriebspartner WMV Robotics. Da EGU-Metall unter Zeitdruck stand, war eine schnelle Verfügbarkeit des Roboterarms wichtig. Zudem benötigte man einen kompetenten Partner. „Eine Roboterintegration war absolutes Neuland für uns“, so Gruber. „Deshalb haben wir uns auf die Beratung von Herrn Woyke von WMV Robotics verlassen, der uns von der einfachen Bedienbarkeit des Roboters überzeugte.“
Der Roboterarm ist in der Fertigungshalle in Meßkirch auf einem kleinen Werkzeugwagen angebracht, der wiederum auf einer Flanschplatte mit vier Schrauben befestigt wurde. So kann der Roboter je nach Bedarf von einer Maschine zu einer anderen verschoben werden. Im Moment ist der Leichtbauarm an der neu angeschafften CNC-Maschine ausgelastet.
Um Teile in diese einzulegen, wurde an den Arm ein SMC-Elektrogreifer angebunden, der mit einem von EGU-Metall selbst entwickelten Greifwerkzeug ausgestattet ist. Damit greift der Roboter eines der Teile, die zuvor ein Mitarbeiter in einen Gitterrahmen auf dem Wagen gesetzt hat. Nachdem das Teil in der Fräsmaschine fertig bearbeitet wurde, dreht es der Roboter um 180 Grad, so dass es auch von der anderen Seite gefräst werden kann. Anschließend legt der Roboter das fertige Teil auf einer dafür vorgesehenen Fläche ab.
Flexibler Einsatz
Mittlerweile hat sich herausgestellt, dass die Fertigung für den Rahmenauftrag die Fräsmaschine nur für ein Viertel des Jahres auslastet. Denn der Roboter ermöglicht eine Fertigung auch außerhalb der üblichen Betriebszeiten, ohne dass die Werker Sonderschichten schieben müssen. Außerdem werden von der hohen Jahresstückzahl immer nur kleinere Abrufmengen gefertigt. Deshalb können in der restlichen Zeit weitere Aufträge an der Fräsmaschine bearbeitet werden, viele davon sind Kleinserien und Prototypen. Auch bei diesen kommt der Roboter zum Einsatz. Für die neuen Aufgaben wird der Roboter schnell und unkompliziert neu programmiert. Im Teach-Modus werden dem Roboterarm einzelne Wegpunkte, die er anfahren soll, gezeigt und diese dann über ein Touchpad gespeichert.
Roboter motiviert Werker
Die gesamte Systemintegration hat Gruber übernommen, und sogar den Roboter hat er selbst programmiert. So hat EGU-Metall das Knowhow rund um den automatisierten Betrieb der Fräsmaschine im Haus behalten. Auch das Anpassen des Systems an die Auftragslage kann schnell und unkompliziert von den eigenen Mitarbeitern übernommen werden. Ein späterer Einsatz, etwa an einer Entgratungsmaschine oder beim Schweißen, ist durchaus denkbar. Für jede dieser Anwendungen ist allerdings eine Risikobewertung unerlässlich, in der geprüft wird, ob die Anwendung für eine direkte Mensch-Roboter-Kollaboration geeignet ist, oder ob eine Schutzvorrichtung notwendig ist.
Die Werker, die mit dem Roboter zu tun haben, wurden in-house von Gruber in der Roboterbedienung geschult. Schon während der Integration erweckte der Roboter bei allen Mitarbeitern große Aufmerksamkeit. „Mehrfach am Tag schauten die unterschiedlichsten Kollegen vorbei, um herauszufinden, ob sich schon etwas bewegt“, erinnert sich Gruber. „Der Roboter ist für uns und unsere Mitarbeiter auch ein Motivationsfaktor. Denn wer arbeitet nicht gerne an modernen Maschinen. Ein Roboter im Betrieb wertet unseren Technologiestatus auf. Und das merkt man auch bei den Werkern, die keine Berührungspunkte mit dem Roboter haben.“
Insgesamt hat es von der Entwicklung des Systems bis zur Fertigstellung der Anwendung nur vier Wochen gedauert. Damit konnte sich EGU-Metall den Auftrag sichern. „Gerade in kleineren Unternehmen ist Robotik oft etwas völlig Neues“, erläutert Torsten Woyke von WMV Robotics. „Deshalb haben wir uns anfangs gemeinsam überlegt, wie uns der Roboterarm von Universal Robots bei der Prozessautomatisierung helfen kann. Besonders die einfache Bedienbarkeit des UR nimmt Roboterneulingen Berührungsängste. Außerdem bewegt sich der Roboter in einem Kostenrahmen, der auch für kleine Unternehmen realistisch ist.“
Bei EGU-Metall läuft das System seit Anfang 2012 problemlos und hat mittlerweile schon weit mehr Teile gefertigt, als ursprünglich geplant. „Wir sind sehr zufrieden mit der Roboteranwendung und können unseren Auftraggeber mit hochwertigen Teilen beliefern“, zieht Gruber Bilanz. „Gleichzeitig konnten wir das System so flexibel gestalten, dass weitere Großaufträge möglich sind. Die Anschaffung hat sich für uns in jeglicher Hinsicht gelohnt.“
EGU-Metall GmbH www.egu-metall.de
Universal Robots A/S www.universal-robots.com
Teilen:
