Dynamisches Werkstückhandling

Fertigungsautomation

Bearbeitung - Zur automatisierten Herstellung von Prüflingen setzt die Wieland Anlagentechnik GmbH auf eine Kuka-Siemens-Schnittstelle beziehungsweise Run MyRobot. Das gemeinsam entwickelte Technologiepaket sorgt für eine neue Qualität an Bedienkomfort.

12. Oktober 2016

Wieland Anlagentechnik GmbH, eine Tochter der Wieland-Gruppe mit Sitz im bayerischen Neu-Ulm, entwickelt Maschinen und Fertigungseinrichtungen für die mechanische Bearbeitung. Die rund 50 Mitarbeiter des Unternehmens bieten den Kunden aus der Automobilbranche, der Halbzeugindustrie oder dem Maschinenbau kundenspezifische Lösungen für die Bearbeitung von Bauteilen und Halbzeugen aus Stahl-, Guss-, Aluminium- und Kupferwerkstoffen. Das Unternehmen sieht Potenziale für den Einsatz von Robotern als Bearbeitungsmaschine. In diesem Zug konstruierte die Wieland Anlagentechnik eine Fertigungseinrichtung zur automatisierten Herstellung von Prüflingen aus Werkstücken in geometrisch bestimmte Einzelteile.

Während spanende Bearbeitung die Kernkompetenz des Unternehmens ist, ist die roboterbasierte Automatisierung weitgehend technisches Neuland. Ein Kuka-Roboter vom Typ KR 180 R2500 extra befindet sich in der Foundry-Ausführung bei der Wieland Anlagentechnik in einer Roboterbearbeitungszelle im Einsatz. Herzstück der Anlage ist die Schnittstelle Kuka.mxAutomation zur Siemens-Sinumerik-840D-sl-Steuerung.

Mit Run MyRobot kann der Kuka-Roboter über die Siemens-Oberfläche Sinumerik Operate ganz einfach und im gewohnten Umfeld gesteuert werden. »Wir haben es uns zum Ziel gesetzt, auf Basis der Kundenanforderungen maßgeschneiderte Maschinenkonzepte zu entwickeln – gerne auch kreative, anspruchsvolle und unkonventionelle Lösungen. Mit der automatisierten Anlage wollen wir unseren Kunden ein effizientes Instrument in die Hand geben«, sagt Tobias Ziesel, verantwortlich für Vertrieb und Marketing bei der Wieland Anlagentechnik.

Im Zentrum des Geschehens

Bei der Umsetzung hat das Unternehmen besonders darauf geachtet, dass der Roboter, der in der Mitte der Anlage positioniert ist, alle Arbeitsschritte ausführen kann. Im ersten Arbeitsschritt entnimmt er das zu bearbeitende Werkstück aus dem Beladeplatz. Anschließend legt er es in die Ausricht- und Spannvorrichtung ein. Die Vorrichtung ist auf einem Führungsschlitten fluchtend zur Trennebene des Werkzeugs ausgerichtet. Mit Hilfe des Führungssystems wird die für die Bearbeitung notwendige Genauigkeit und Steifigkeit sichergestellt. Im nächsten Schritt dockt der Roboter an die Schlitteneinheit, auf der sich das Werkstück befindet, an und führt die Vorschubbewegung zum Trennen aus. Anschließend fährt der KR 180 R2500 extra F in die Ausgangsposition zurück und führt, falls notwendig, weitere Trennschnitte gemäß einer vorgegebenen Parameterliste aus.

Flexibilität ist Trumpf

Der entscheidende Vorteil der automatisierten Anlage besteht in der Flexibilität des Roboters. Dieser führt sowohl sämtliche Positionierungsbewegungen als auch den Bearbeitungsvorschub aus. Das ist besonders anspruchsvoll, da das Werkstück mit einer exakt bestimmten Geschwindigkeit und Position geführt werden muss.

Bislang erledigten die Mitarbeiter die Arbeiten manuell. »Einlegen, Positionieren, Bearbeiten – um nur einige Arbeitsschritte zu nennen – diese Tätigkeiten übernimmt der Roboter«, erklärt Roland Diepold, verantwortlich für Vertrieb und Entwicklung bei der Wieland Anlagentechnik GmbH. Damit der Roboter seine Stärken ausspielen kann, muss er den Anforderungen entsprechend gesteuert werden.

Entscheidendes Kaufkriterium

Eine einfache Bedienung der roboterbasierten Anlage war für den Anwender das entscheidende Kaufkriterium. Bedienung und eventuell auftretende Störfälle sollten mit geringen Roboterkenntnissen gemeistert werden. Die Kuka-Siemens-Schnittstelle Kuka.mxAutomation beziehungsweise Run MyRobot sorgt für eine neue Qualität an Bedienkomfort. Das von Siemens und Kuka gemeinsam entwickelte Technologiepaket ermöglicht ein dynamisches Werkstückhandling. Der Anwender kann dabei auf der Siemens-Nutzeroberfläche Sinumerik Operate oder mit dem Handheld-Terminal HT8 alle anfallenden Aufgaben wie etwa Bedienen, Teachen oder Diagnose einfach durchführen. Dies garantiert die einfache Handhabung des Roboters, auch von Mitarbeitern, die vergleichsweise selten mit dem Roboter zu tun haben. Dadurch lassen sich die Stillstandzeiten des Roboters enorm verkürzen.

Meister an Präzision und Zuverlässigkeit

Der Roboter vom Typ KR 180 R2500 extra in der Foundry-Ausführung, ist ein Modell aus der KR-Quantec-Serie. Er bewerkstelligt bei einer Reichweite von knapp 2,5 Metern eine Traglast von bis zu 180 Kilogramm. Pluspunkte der Roboter aus der KR-Quantec-Serie sind deren Vielseitigkeit und Flexibilität. Der KR 180 R2500 extra F bewegt sich sicher und präzise auch auf engstem Raum – eine wichtige Eigenschaft für die Anforderungen bei der Wieland Anlagentechnik.

»Der Kuka-Roboter bietet die benötigten Freiheitsgrade für das Handling und die Positionierung der Werkstücke. Gleichzeitig erfüllt er die hohen Qualitätsanforderungen bei der Bearbeitung«, erklärt Ziesel die Entscheidung seines Unternehmens für das gewählte Modell. Der Roboter wird, wie bereits erwähnt, in der Foundry-Ausführung verwendet. Aufgrund des Einsatzes des Kühlmittels herrscht eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit innerhalb der Anlage. Die eigens entwickelte Foundry-Hand mit korrosionsbeständigen 2A-Werkstoffen ist staub- und wasserdicht und schützt so den Roboter.

Ausbau der Erfahrung

Schon im Stadium der Inbetriebnahme der automatisierten Umsetzung zeigen sich deren Vorteile. »Der Werker muss die Werkstücke selbst nicht mehr handeln und kann sich stattdessen anderen Tätigkeiten widmen, außerdem kann die Reproduzierbarkeit gesteigert werden«, erklärt Ziesel. Die automatisierte Lösung bietet neben den eben genannten Punkten und der einfachen Bedienbarkeit noch weitere Vorteile: Ohne Rüstaufwand lassen sich Losgrößen ab der Stückzahl eins realisieren. Daneben können Kosten gespart werden, da der Roboter Handhabungsgerät ist und gleichzeitig den Bewegungsvorschub in Personalunion leistet. Daraus ergeben sich wirtschaftliche Verbesserungen in den Bereichen Produktivität, Kosten und Qualität.

Die Wieland Anlagentechnik GmbH plant bereits weitere Roboterbearbeitungszellen, denn Ziesel ist sicher: »Das Thema ›Bearbeiten mit Robotern‹ wird für uns weiter an Bedeutung gewinnen«. Dazu sollen weitere Anlagen mit der Kuka-Siemens-Schnittstelle ausgerüstet werden. Auch Nachrüstungen sind denkbar. Der Vorteil auch hier: Flexibilität bei einfacher Bedienbarkeit.

Erschienen in Ausgabe: 06/2016