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Roboter, Roboter wechsle dich
01.12.2021 | Ein Roboter, der an verschiedenen Maschinen eingesetzt werden kann und durch dessen Einsatz Fertigungsprozesse optimiert werden? Genau das Richtige für Unternehmen, die wenig Platz für grosse Industrieroboter haben. Der Leichtbauroboter von Universal Robots benötigt nicht nur wenig Platz, sondern lässt sich auch innerhalb kürzester Zeit von einem Einsatzort an einen anderen bringen. Das kleine Schweizer Unternehmen Profatec AG setzt solch einen Roboter in der Kunststoffspritzerei ein.
Die Profatec AG aus Malans im Schweizer Kanton Graubünden ist, wie rund 87 Prozent der Unternehmen in der Schweiz, ein klassisches Mikrounternehmen mit weniger als zehn Mitarbeitern. 2003 gegründet, kümmert sich Profatec um die Beschaffung von Kunststoffspritzgießwerkzeugen aus Asien für den deutschsprachigen Raum. Seit 2007 hat das Unternehmen auch eine eigene Kunststoffspritzerei. Die dort hergestellten Artikel finden sich in einer Vielzahl unterschiedlicher Produkte wieder – im Haushalt, in der Freizeit, im Automobilsektor oder auch in technischen Artikeln. Häufig werden dafür nur kleine Stückzahlen zwischen 500 und 5.000 Stück benötigt. Bislang mussten alle Maschinen in der Produktion per Hand bedient werden. Und auch kleinere Nacharbeiten, wie das Abtrennen von Angüssen, wurden von Mitarbeitern erledigt – meist monotone Arbeiten. Um diese Abläufe zu optimieren suchte Profatec eine Alternative zur Handarbeit. Dank einer multifunktionalen und flexiblen Roboterlösung aus Dänemark, kann das Unternehmen seine Produktion gleich an mehreren Stellen automatisieren. Eintönige Aufgaben sind für die vier festangestellten Mitarbeiter zur Ausnahme geworden.
Produktion ausserhalb der normalen Arbeitszeit
Prozessoptimierung ist ein Dauerthema in jedem Unternehmen – so auch bei Profatec. Deshalb informierte sich Geschäftsführer Chris Battaglia über unterschiedliche Möglichkeiten zur Automatisierung bestimmter Produktionsprozesse. Um den spezifischen Anforderungen bei Profatec gerecht zu werden, musste eine mögliche Lösung drei Anforderungen erfüllen: Erstens sollte Handarbeit, soweit wie möglich, ersetzt werden. Zweitens sollte die Produktion auch außerhalb der normalen Arbeitszeiten laufen können und somit autonomer werden. Und drittens sollten sensible Teile, ohne Schaden zu nehmen, auf ein Förderband gelegt werden.
Sechsachsiger Leichtbauroboter überzeugt
Erste Überlegungen von Profatec drehten sich um den Einsatz von Linearmaschinen wie sie in vielen Werkshallen vorkommen. Allerdings sind diese unflexibel, schwer und benötigen viel Platz. Eine Empfehlung brachte Profatec-Geschäftsführer Battaglia auf die Schweizer Bachmann Engineering AG. Dieser hatte die passende Lösung im Angebot: Den Leichtbauroboter UR 5 des dänischen Herstellers Universal Robots. Denn, im Gegensatz zu den Linearhandlingalternativen passte der UR5 genau zu den spezifischen Anforderungen von Profatec – und das bei einem ähnlichen Preis.
Roboter zählt Teile und legt sie ab
Der sechsachsige Knickarmroboter, mit einem Eigengewicht von 18 Kilogramm, einem Arbeitsradius von 850 Millimeter und der Traglast von bis zu fünf Kilogramm, kommt bei Profatec auf vier verschiedenen klassischen Spritzgießmaschinen zum Einsatz. Dabei sitzt der Roboter jeweils auf den Maschinen auf – das spart Platz und ist zugleich praktisch. Mit anwendungsspezifischen Greifern entnimmt der Roboter Teile aus der Maschine. Auch um eine Nachbearbeitung, beispielsweise um das Abtrennen von Angüssen, kümmert sich er sich. Sind verschiedene Teile in einer Maschine, nimmt er diese gemeinsam heraus und legt sie einzeln ab. Eine sortenreine Trennung ist so garantiert und muss nun nicht mehr von Hand gemacht werden. Bei einer anderen Anwendung beweist der Roboter, dass er die Teile abzählen kann: Immer einhundert Teile werden sortiert und vom Roboter auf einem getakteten Laufband abgelegt.Multifunktionalität garantiertDas Umsetzen des Roboters von einer Maschine auf eine andere funktioniert ohne Probleme – auch dank einer Schnittstelle für Euromap 68. Diese Verbindung zwischen Spritzgießmaschine und Roboter ermöglicht das Wechseln auf alle vier betroffenen Maschinen. Damit der Roboter auch unterschiedliche Anwendungen ausführen kann, werden jeweils spezifische Werkzeuge an den Arm angebunden, der mit einem 90° Schwenkzylinder mit Adapterplatte ausgestattet ist. Binnen kürzester Zeit wird der passende Greifer damit verbunden. Um das Ganze zu einem wahren „Schnellspannsystem“ zu machen, wurde pro Werkzeug einmalig eine spezielle Platte integriert, die mit Druckluft und Vakuum gekoppelt ist. So ist ein schnelles und einfaches Austauschen innerhalb von zehn Sekunden möglich.
Kein Schutzzaun notwendig
Aber nicht nur die vielfältige Funktionalität überzeugte Profatec. Da es in der Produktionshalle von Profatec relativ eng ist, war es bei der gewählten Automatisierungslösung wichtig, dass der Platz optimal genutzt wird. Hier kommt ein weiterer Vorteil des UR 5 zur Geltung: Denn er darf – je nach Anwendung - ohne Schutzzaun in nächster Nähe zum menschlichen Kollegen arbeiten. Für die Mitarbeiter ist der Einsatz von Robotern in der Produktion ein Novum – aber sie zeigen nach knapp einem Jahr sich begeistert: Denn die gleichen Personen, die früher monotone Arbeiten erledigen mussten, übernehmen heute spannende Aufgaben. Sie sind nun zuständig für das Einrichten, Programmieren und Handling des Roboters und überlegen sich dabei immer neue Möglichkeiten, wie der Roboter in der Produktion optimal eingesetzt werden kann.
Intuitiv richtig
Wie einfach die Handhabung des Knickarmroboters ist, zeigte sich bei Profatec gleich zu Beginn der Integration in die Betriebsabläufe: „Wir waren ganz ungeduldig, den Roboter zu bekommen und wollten vor der offiziellen Einweisung durch Bachmann Engineering AG schon einmal alles vorbereiten. Deshalb haben wir den Roboter direkt bei Bachmann abgeholt, ihn installiert und dann einfach auch schon in Betrieb genommen. Dazu haben wir ihn selbst programmiert. Nach drei Wochen hatten wir dann die Schulung. Dennoch lief der Roboter in diesem Zeitraum ohne Probleme und konnte uns vom ersten Moment in der Produktion unterstützen. Denn die Handhabung ist gut verständlich für jeden, der technisches Verständnis hat und logisch denken kann“, zeigt sich Battaglia begeistert.
Zehnstündige Geisterschicht
Für Profatec ist die Roboterlösung ein echter Gewinn: Denn sie liefert zusätzliche Autonomie in der Produktion – diese kann nun bis spät in die Nacht laufen, oder auch schon früher gestartet werden, ohne dass die Fertigung besetzt sein muss. Außerdem konnten die Bedienstunden deutlich reduziert werden. Im Extremfall heißt das: Bei einer Anwendung, die zuvor hundertprozentig bedient wurde, kann jetzt eine zehnstündige Geisterschicht gefahren werden. In vielen anderen Fällen gilt, dass früher alle zehn Minuten etwas bedient werden musste, nun aber nur noch alle zwei Stunden.
Die Firma Profatec zeigt, dass auch in klassischen Mikrobetrieben Robotertechnologie erfolgreich eingesetzt werden kann. Universal Robots aus Dänemark hat sich vorgenommen, Robotik besonders für kleine und mittelständische Unternehmen erschwinglich zu machen – deshalb sind die Roboter UR 5 und UR 10 besonders benutzerfreundlich, flexibel und zudem noch kostengünstig.
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