Mit Robotern gegen den Personalmangel

Bei diesen Wagen handelt es sich um Schweißkonstruktionen aus Blech, die, da nie für die Automation vorgesehen, größere fertigungstechnische Toleranzen aufweisen können. Auf einem Wagen finden – übereinander gestapelt und schräg gestellt – bis zu 15 Werkstückträger mit bis zu 48 Teilen Platz. Die Wagen werden manuell an definierter Position an der Anlage aufgegeben und verriegelt.

Um die Toleranzen der Wagen für die präzise Roboterhandhabung auszugleichen, hat sich EGS Automation eine überzeugende Lösung einfallen lassen: So ist jeder Yaskawa-Sechsachser vom Typ Motoman GP50 mit einem gegen Kühlschmierstoffe resistenten Sensor am Greifwerkzeug ausgestattet, mit dem der Roboter mehrere definierte Positionen anfährt und daraus einen Korrekturfaktor für das aktuelle Koordinatensystem ermittelt. Ist die tatsächliche Stapelhöhe samt eventuell vorhandener Verkippung ermittelt, startet die eigentliche Challenge für den Roboter.

Vier Rohre in simultaner Bearbeitung

Sobald sich die Türen des Bearbeitungszentrums öffnen, zählt jede Sekunde. Der große Yaskawa-Sechsachser fährt zügig in den Arbeitsraum der Maschine, entnimmt mit seinem Doppelgreifer zwei der insgesamt vier bearbeiteten Rohre und legt sie auf einer Zwischenablage ab. Dort holt er sich zwei unbearbeitete Teile, legt sie in die Maschine ein, entnimmt im gleichen Arbeitsgang das letzte bearbeitete Paar aus der Maschine und belädt sie mit dem zweiten unbearbeiteten Teilepaar. Dann raus aus der Maschine, Türe zu und weiter geht´s mit der Bearbeitung von jeweils vier Rohren in einer Aufspannung.

Erst nach erfolgter Be- und Entladung erschließt sich, warum der Motoman GP50 mit einem weiteren Einzelgreifer ausgestattet ist. Dazu Heiko Röhrig: „Die Rohre erreichen die Anlage in dicht gepackten Kunststoffblistern, die die gleichzeitige Entnahme von zwei Rohren mit dem Doppelgreifer nicht zulassen. Da wir während der Hauptzeit der Maschine ausreichend Zeit haben, lassen wir den GP50 die Rohre Teil für Teil auf eine Zwischenablage in doppelgreifertauglichem Abstand vereinzeln. Von dort aus kann der Sechsachser die Rohre paarweise handhaben, was die Be- und Entladezeit an der Maschine signifikant reduziert.“

Rechnerische Programmierung statt Teachen von Varianten

Rohrrohlinge in verschiedenen Längen von 120 mm bis 750 mm, in zwei unterschiedlichen Durchmessern sowie wahlweise in Messing oder Edelstahl lassen die Variantenanzahl bereits heute auf über 50 steigen. „Um den großen Aufwand für das Teachen der zahlreichen Varianten zu vermeiden, setzen wir auf ein rein rechnerisch aufgebautes Programm. Hier gibt der Bediener selbst für neu hinzukommende Varianten nur bestimmte Parameter wie Rohrlänge, Bohrungsabstand etc. ein, und das Programm erledigt den Rest. Teachaufwand wird somit komplett vermieden“, so Heiko Röhrig.

Zu den weiteren wesentlichen Zielen bei der Automatisierung zählen eine möglichst hohe Autonomie, kurze Rüstzeiten und maximale Flexibilität. Das Konzept der Anlage, bei dem von einem Rohteil- in einen Fertigteilwagen gearbeitet wird – den Wechsel der jeweiligen Werkstückträger übernimmt der Motoman GP50 mit einer speziellen Funktion seines Doppelgreifers – lässt keine Wünsche offen: Die Flexibilität der Bearbeitungszentren in Kombination mit der Variabilität der robotergestützten Automation ermöglicht die Fertigung vieler Varianten und relativ kleiner Losgrößen in beispielloser Wirtschaftlichkeit.

Bei der Entscheidung für den richtigen Roboter hat sich Watts auf die Kompetenz des Anlagenbauers EGS Automation verlassen und dies nie bereut, wie Andreas Becker versichert: „Der Motoman GP50 von Yaskawa bietet genügend Reserven hinsichtlich Traglast und Reichweite, um auch für künftige Applikationen gerüstet zu sein. Außerdem gewährleistet sein wasserdichtes Handgelenk hundertprozentige Ausfallsicherheit auch bei intensiver Beaufschlagung mit Kühlschmierstoffen und: Die sechste Achse ist so schlank gehalten, dass wir auch unter den beengten Platzverhältnissen im Arbeitsraum der Maschine bestens zurechtkommen.“

Roboter automatisieren anschließende Teilereinigung

Ist ein Werkstückträgerwagen komplett mit bearbeiteten Teilen bestückt, entnimmt ihn ein Bediener und transportiert ihn zur Teilereinigungsanlage, die mit Yaskawa-Vier- und -Sechsachsrobotern der Typen SG650 und Motoman GP50 automatisiert ist. Um eine höhere Autonomie zu gewährleisten, stehen insgesamt drei Wagenplätze zur Verfügung, wobei der Roboter Zugriff auf zwei Plätze hat. Der dritte Platz dient ausschließlich dem Bediener zum Wechseln der Wagen. Diese Lösung gewährleistet einen unterbrechungsfreien Automatikbetrieb.

Bei der Durchlaufreinigungsanlage ist die Schmutz- von der Sauberseite getrennt. Die Beladung mit den ungereinigten Rohren übernimmt ein GP50, der sie auf einem Zuführband ablegt. Nach absolviertem Bürst-, Entgrat- und Reinigungsdurchlauf verlassen die Teile die Anlage auf der Sauberseite auf einer Förderstrecke.