Mit der Entwicklung und Produktion sowie dem Vertrieb von Industrierobotern, Steuerung und Software zählt die Kuka Roboter GmbH zu den Marktführern weltweit. Auch in der eigenen Fertigung der Roboter setzen die Augsburger auf Automatisierung. Eine durchschnittliche Produktivitätssteigerung von mehr als 15 Prozent ist das Ergebnis der neuesten roboterbasierten Automation von zwei Bearbeitungszentren (BAZ).
In der Halle 10 der Augsburger Fertigung entstehen auf 3000 Quadratmetern Bauteile, die für die Produktion der Kuka-Roboter verwendet werden. Seit 2013 fertigen dort zwei DMG Mori-Werkzeugmaschinen vom Typ Sprint 65-3 und CTX beta 1250 TC-4A aus Gussteilen und Sägeabschnitten 14 unterschiedliche Bauteile, die anschließend in der benachbarten Roboter-Montage verbaut werden. Hohe Flexibilität auf kleinstem Raum zeichnet die Automatisierungslösung aus. Das Bauteile-Zuführsystem KS Cycle Move der Kuka Systems GmbH verleiht den Zellen zusätzliche Anpassungsfähigkeit. Zudem ermöglicht die Pufferung der Bauteile eine maximale mannlose Laufzeit von acht Stunden.
Jeweils ein KR 150 R2700 extra aus der KR Quantec Roboterserie be- und entlädt die Werkzeugmaschinen. Innerhalb der Zelle sind die Aufgaben des Roboters vielfältig. Mit einem für die jeweiligen Bauteile passenden elektromechanischen Greifer entnimmt der Sechsachser nach sensorischer Überprüfung die Rohteile aus dem Laufwagen, der über die Bahnen des KS Cycle Move der Zelle zugeführt wurde. Eingespannt in die links und rechts platzierten Spannfutter der Haupt- und Gegenspindel wird das Teil beidseitig bearbeitet. Sind beide Spindeln bestückt, können zwei Bauteile parallel bearbeitet werden.
Sobald die Bearbeitung abgeschlossen ist, entnimmt der Roboter das fertige Bauteil aus der Gegenspindel und platziert es für den Transport auf einer in der Zelle befindlichen Palette. In regelmäßigen Abständen findet eine Qualitätskontrolle statt. Dazu legt der KR Quantec das Bauteil in die Ausschleuse-Schublade, damit die Kontrolle außerhalb der Zelle händisch erfolgen kann.
Drehen, fräsen, umrüsten
Während die Sprint-Anlage, ein Drehautomat, aus Sägeabschnitten innerhalb weniger Minuten Roboter-Bauteile fertigt, bearbeitet der benachbarte Drehfräsautomat CTX Gussteile und Sägeabschnitte innerhalb einer Taktzeit von ca. 30 Minuten. Auf der Sprint werden zurzeit sieben Bauteile gefertigt, wobei das Teilespektrum von einem Bolzen für die KR Quantec-Serie mit einem Durchmesser von 55 Millimetern bis hin zu einem Flansch für die Schwerlastroboter der KR Fortec-Serie mit einem Durchmesser von 120 Millimetern reicht. Mit der CTX werden ebenfalls sieben Teile gefertigt, die unter anderem zu Stirnradgehäusen für den KR Agilus und den KR Quantec mit einem jeweiligen Durchmesser von 95 Millimetern bis hin zu 246 Millimetern verarbeitet werden. Durch mehrere Zuführ- und Rücklaufbahnen können die BAZ autonom im Dreischichtbetrieb arbeiten.
Ist eine Lage der Palette mit bearbeiteten Bauteilen vollständig bestückt, nimmt der Roboter den Sauggreifer auf und entnimmt von einer weiteren Palette eine Zwischenlage-Kartonage. Diese legt er auf die vollständige Lage der Fertigteile. Auch leere Laufwagen in den Zuführbahnen des KS Cycle Move fallen in das Aufgabenspektrum des Sechsachsers. Sind sie leer, setzt er sie auf die Rücklaufbahn. Die leeren Laufwagen fahren über die obere abgesenkte Rücklaufbahn zurück zum Einlegeplatz, wo der Bediener den Laufwagen erneut mit Rohteilen bestückt.
Hohe Qualität zu konkurrenzfähigem Preis
„Mit der roboterbasierten Automation der Bearbeitungszentren sind wir äußerst zufrieden“, freut sich Florian Hofmann, Leiter der Zerspanung. „Die Fertigung in eigener Halle zu sehr guter Qualität bei absolut konkurrenzfähigem Preis ist ein enormer Vorteil für unsere Roboter-Produktion.“
Flexibilität in der Fertigung stand bei der Automatisierung der BAZ im Vordergrund. Sowohl die hohe Anzahl verschiedener Bauteile als auch die flexible Anpassung der Losgrößen auf die in der Roboter-Montage benötigten Stückzahlen sind Vorteile, die durch die roboterbasierte Lösung erzielt werden. Beide Maschinen sind bereits dafür gerüstet, das Teilespektrum bei Bedarf zu erweitern. Mit einem optimal auf die Bedürfnisse der Montage abgestimmten Produktionsfahrplan fällt der Umrüstaufwand, wie beispielsweise der Austausch der Greifer-Backen am Roboter, sehr gering aus.
Durch den Einsatz des KS Cycle Move ist es möglich, Bauteile zu puffern und die mannlose Laufzeit der BAZ zu optimieren. Zudem setzt das Bauteile-Zuführsystem auf schwerkraftgetriebenen Transport und verzichtet damit auf elektrische Antriebe, was zu einem wirtschaftlichen Betrieb mit hoher Verfügbarkeit führt. Mit schlanken Bauteilen und einer kompakten Roboterhand, die für Roboter der KR Quantec-Serie verwendet werden, kann die Größe der Zelle auf ein Minimum reduziert und so optimal an die Platzverhältnisse in der Halle angepasst werden. Die maximale Reichweite des Sechsachsers von rund 3000 Millimetern ermöglicht es, alle Arbeitsstationen problemlos zu erreichen.
„Mit der Automatisierung der BAZ konnten wir die Produktivität wesentlich steigern“, hebt Andreas Schuhbauer, Markt Segment Manager für den Bereich Werkzeugmaschinen-Automatisierung bei Kuka, einen wesentlichen Vorteil der roboterbasierten Automation hervor. „Wir konnten die Kosten pro Bauteil senken und gleichzeitig die Betriebsstunden der BAZ ohne zusätzliche Ressourcen erhöhen.“
Kuka Roboter GmbH www.kuka-robotics.com EMO Halle 1 Stand F04
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