Automatisierung und Optimierung sind wichtige Punkte für viele Betriebe, und doch stellt sich die Frage, wie verschiedene Maschinen mit Cobots aufgerüstet werden können. Ob bei Prüfanlagen, CNC-Maschinen, Spritzgussmaschinen oder Abkantpressen – die Möglichkeiten, sich einen Roboter mit Leichtigkeit zunutze zu machen sind so gut wie grenzenlos. Im folgenden Artikel werden diese unterschiedlichen Nachrüstungsmöglichkeiten aufgezeigt und genauer erläutert.
Zunächst einmal stellt sich die Frage, was ein Cobot denn eigentlich ist. Im Wesentlichen ist ein Cobot ein leicht zu handhabender, kollaborativer Roboter. Mit Hilfe seiner Flexibilität kann er auch bei mehreren Anwendungsfällen mobil von einer Maschine zur nächsten gefahren und angewendet werden.
Der Ablauf in einer Prüfanlage ist einfach erklärt. Es gibt ein Vorlager in dem die zu begutachtenden Teile gelagert sind, von dort werden diese einzeln in die Prüfmaschine eingelegt und, wie der Name es schon erahnen lässt, geprüft. Nachdem die Teile dann entweder für Gut oder als Ausschuss befunden wurden, werden sie abgelegt und die nächsten Teile in die Maschine gegeben. Heute ist es oft noch gang und gäbe, dass ein Mitarbeiter diese Schritte händisch erledigt. Dabei nimmt er das fertige Teil aus der Maschine, legt das Rohteil ein und schließt die Türe wieder – eine Aufgabe, die zwar nicht schwer, aber sicherlich nicht wertschöpfend ist. Denn wenn der Prüfungsprozess komplexer ist, was des Öfteren bei einer Elektronikprüfung oder größeren Baugruppen vorkommt, kann durchaus auch eine zeitraubende Wartezeit entstehen. Mitarbeiter sind gezwungen, ihre anderen Tätigkeiten immer wieder zu pausieren, um die Prüfanlage zu bestücken, oder werden ganz von diesen abgehalten.
Anders verhält es sich bei einer Automatisierung durch Cobots: Mit Hilfe des sechsgelenkigen Roboters können sich Mitarbeiter ohne Unterbrechungen auf eine andere Aufgabe konzentrieren, während der Cobot die monotone Bestückung automatisiert erledigt. Der Cobot greift dafür selbstständig in das Vorratslager, legt das gewünschte Prüfstück in die Maschine ein und schließt die Sicherheitsklappe. Nach dem Prüfprozess entnimmt der Roboter dann das Stück wieder und legt es der Entscheidung der Prüfanlage entsprechend wieder ab. Solange das Vorratslager also vorhanden ist, kann sich der Roboter auch nachts der Prüfanlage widmen, was sowohl die Mitarbeiter entlastet als auch den Output unterstützt.
Auch bei CNC-Maschinen kann eine einfache Automatisierung vieles bewirken. CNC steht für Computerized Numerical Control, was bedeutet, dass die Maschine aufgrund eines vorgeschriebenen Programms eine Masse bearbeitet und fräst. Wenn das gefräste Bauteil fertig ist, muss, ähnlich wie bei einer Prüfanlage, ein Mitarbeiter zur Stelle sein, um das Stück aus der Maschine zu nehmen, ein neues Bauteil einzulegen und auf einen Knopf zu drücken, um den Arbeitsprozess vorne zu starten. Und genau diese ermüdende Tätigkeit kann mit Robotern automatisiert werden. Auch hier kann der Roboter mit der Maschine kommunizieren, sobald sich das zu bearbeitende Bauteil an gewünschtem Ort und Stelle befindet und der Fräsprozess beginnen kann. Geschickt entnimmt dieser dann das fertige Stück, legt es ab und beginnt den Kreislauf von Neuem – all das, ohne menschlicher Hilfe.
Die Mitarbeiter werden durch solch eine automatisierte Bestückung nicht nur vor monotonen, zeitintensiven Aufgaben geschützt, auch Ergonomie ist ein Thema bei den CNC-Maschinen. Wenn für die CNC-Fräse beispielsweise Bauteile mit mehreren Kilos benötigt werden, wirkt sich das auf Dauer auch auf die körperliche Gesundheit der Mitarbeiter aus, die die Teile in regelmäßigen Abständen heben und bewegen müssen. Zusätzlich werden die Mitarbeiter auch vor den Dämpfen und Gerüchen der industrie-üblichen Kühlschmiermittel bewahrt. Diese sind zwar nicht gesundheitsschädlich, aber sicherlich auch nicht zusagend. Aber nicht nur die Mitarbeiter werden unterstützt, wie bei einer Prüfanlage kann der Roboter auch hier eigenständige, nächtliche Geisterschichten fahren.
Die Hauptaufgabe einer Spritzgussmaschine ist es, Kunststoff in Form zu bringen. Hierzu wird erwärmter Kunststoff, eine homogene Masse, in die gewünschte Form eingespritzt und abgekühlt. Die Form öffnet und schließt sich dafür in einer gewissen Taktzeit zum Einfüllen der Masse und dem Ablösen des fertigen Kunststoffteils.
Bei einer Spritzgussmaschine gibt es drei potentielle Anwendungsbereiche für einen automatisierten Roboter. Zunächst besteht die Möglichkeit, das fertige Kunststoffteil automatisiert aus der Form zu entnehmen. Da der Cobot jedoch nicht auf Schnelligkeit konzipiert wurde, wäre hierfür eine relativ lange Taktzeit nötig, um rechtzeitig in die Maschine und mit dem Kunststoffteil wieder hinaus zu kommen. Die nächste Anwendung ist als Teil eines automatisierten Vorbestückungsprozesses. Wird Kunststoff beispielsweise um eine Gewindebuchse gespritzt, muss diese Buchse im Vorhinein eingesteckt werden. Diese Aufgabe kann ein Roboter problemlos übernehmen. Der finale Anwendungsbereich eines Cobots ist als Unterstützung am Förderband. Sobald die Spritzgussmaschine ein fertiges Kunststoffteil ausgibt, wird es auf ein Förderband gelegt und verpackt. Hier kann ein Roboter automatisiert Teile aufnehmen, in einen Karton sortieren und die volle Schachtel palettieren, sobald diese voll ist.
Abkantpressen sind sogenannte Blechbiege-Anlagen. Auch hier funktioniert ein Vorgang ähnlich wie bei den oben genannten Maschinen. Ein Mitarbeiter legt ein Blech ein, bis es an schon vorprogrammierte Anschläge ansteht, die Maschine erkennt den gewünschten Biegewinkel und die sonstigen Parameter. Der Mitarbeiter drückt daraufhin einen Startknopf und ein Biegewerkzeug erledigt den Rest. Im Nachhinein entfernt der Arbeiter das fertig gekantete Werkstück und legt das nächste ein.
Diese Aufgabe lässt sich mit Hilfe einer Automatisierung schnell und einfach verbessern. Gibt es ein Vorlager, Rohteilelager oder Werkstückpuffer, kann der Cobot das Blech eigenständig herausnehmen, bis zu den Anschlägen in die Abkantpresse einführen und mit der Maschine kommunizieren, dass die richtige Position erreicht wurde. Wenn diese ihren Teil erledigt hat, kann der Roboter weiter behilflich sein und das fertige Blech automatisch mit einem neuen Rohstück auswechseln, ohne auf eine menschliche Komponente zu warten.
Auch hier kann der Cobot den Mitarbeitern nicht nur Zeit, sondern vor allem auch Nerven sparen. Solche Biegeprozesse sind zeitintensiv und für den Arbeiter eine monotone Tätigkeit, bei der die Aussicht auf einen ganzen Arbeitstag nicht viel Freude bringt.
Stichwort Genauigkeit: Hiermit kann die Automatisierung in Abkantpressen ebenso punkten. Während die menschliche Hand-Augen-Koordination einzigartig ist, so kann auch die fix verbaute Kraft-Momenten-Sensorik in einem Cobot mit ihrer Präzision Eindruck schinden. Hierbei gibt man dem Roboter einen Wert an Kraft vor, mit welchem er etwas andrücken soll. Ist dieser erreicht, kann er der Abkantpresse kommunizieren, dass er den richtigen Platz gefunden hat. Genau, penibel und eigenständig – so einfach kann Nachrüsten sein.
Sogar ein Thema wie Nachrüsten hat Grenzen. Einerseits stehen natürliche Begrenzungen durch die Technologie im Weg, wie die Taktzeit oder auch zu hohe Traglasten. Sicherheit ist ebenso immer ein Faktor, der einer genaueren Untersuchung bedarf, um den eigenen Mitarbeitern den bestmöglichen Arbeitsplatz zu schaffen. Man muss auch die Schnittstelle zur Maschine im Blick behalten. Welche sind verfügbar und wie kann ich mit der Maschine so weit interagieren, dass ein Nachrüsten und Automatisieren leicht möglich ist? All dies sind wichtige Punkte, die vor und während dem Nachrüstungsprozess geklärt werden müssen, um eine reibungslose Automatisierung zu garantieren.
Zusammenfassend kann also gesagt werden: Einer Optimierung vieler Maschinen steht mit dem einfachen Nachrüsten mit Robotern nicht viel im Weg. Die Unterstützung, die diese verschiedenen Anlagen und damit einhergehend Ihre Mitarbeiter durch eine Automatisierung erhalten, geht von besser genutztem Zeit und Platz über eingesparte Nerven bis hin zu einem optimierten gesundheitlichen Aspekt. Auch beim allgegenwärtigen Thema des Fachkräftemangels kann ein solches Nachrüsten behilflich sein. Bei Schmachtl sind Sie beim Thema leicht gemachtes Nachrüsten auf jeden Fall beim Richtigen!