Flexibel und intuitiv: Maschinenbeladung mit dem Cobot LBR iisy

Die automatisierte Maschinenbeschickung mit einem Cobot bietet Unternehmen einzigartige Vorteile. Daher entwickelte KUKA mit dem Technologie- und Automationsentwickler MAIROTEC eine modulare Automationszelle, die sich in der Maschinenbeladung einsetzen lässt – kostengünstig und intuitiv.

MAIROTEC ermöglicht Maschinenbeschickung mit dem Cobot LBR iisy

Auf Basis des KUKA Cobots LBR iisy entwickelte MAIROTEC eine Maschine, die etwa in der Maschinenbeladung eingesetzt werden kann. Das Ziel des MAIROFlex iisy: ein einzigartig kostengünstiger und spielend leichter Einstieg in die Automatisierung. Auch für Mittelständler und Handwerksbetriebe.

Der erste reale Praxiseinsatz des Cobots ist die automatisierte Be- und Entladung einer Drehmaschine mit kleinen Sechskantstahlblöcken. Dort werden diese in die zylindrische Form eines Bolzens gebracht. Eine Alltagsaufgabe für einen Metallbetrieb, die nun ein kollaborierender Roboter zur Entlastung der Mitarbeitenden ausführt.

Beim Einsatz des Leichtbauroboters in der Bolzenproduktion liegt auf der Aufsatzgabel eine Nullpunktpalette mit 96 eingesteckten Sechskant-Stählen. Der Roboter nimmt diese mit dem Greifer auf und führt sie exakt in die Spindel ein, wo das Drehwerkzeug nach dem Schließen der Tür mit der Bearbeitung des Bolzenkörpers beginnt. Anschließend entnimmt der Cobot den fertigen Bolzen und platziert ihn millimetergenau wieder auf der Palette, bevor das nächste Teil aufgenommen wird.

Der MAIROFlex iisy wird auf den Einsatz in der Bolzenproduktion vorbereitet.

Maschinenbeladung: manuell oder mit dem Cobot?

Die manuelle Maschinenbeschickung ist eine repetitive, körperlich belastende und fehleranfällige Tätigkeit. Um Fachkräfte für angenehme, komplexe und ihren Qualifikationen entsprechende Aufgaben einteilen zu können, kommen mittlerweile häufig Cobots in der Maschinenbeladung zum Einsatz.

Auf die Aufsatzgabel des MRK Roboters wird eine Nullpunktpalette mit 96 eingesteckten Sechskant-Stählen gelegt.

Für seine Automatisierungslösung setzt MAIROTEC auf KUKA

Der KUKA Systempartner aus dem thüringischen Ilmenau ist auf Produkt- und Software-Entwicklung für Automatisierungslösungen spezialisiert. Der Gründer und Geschäftsführer, Andreas Mathes, kennt als gelernter Maschinenbaumeister die Fertigungspraxis, die Anforderungen aus den Werkhallen und er begeistert sich für die vielfältigen Möglichkeiten der Robotik. MAIROTEC baut auf Full Line Solutions im High-End-Bereich. „Ich bin deswegen ein absoluter KUKA Fan“, bekennt Mathes.

Andreas Mathes, Gründer und Geschäftsführer von MAIROTEC.

Er kam sehr schnell zur Erkenntnis, dass Automatisierung und Robotik nicht nur etwas für die großindustrielle Fertigung mit komplexen und kostspieligen Robotiklösungen sind. „Gerade im Mittelstand und bei Handwerksbetrieben steigt der Bedarf an Automatisierung bei vielen immer wiederkehrenden Arbeitsschritten“, so Mathes. „Für den Einstieg ist dabei eine eigene, hochgradig flexible Lösung gefragt, die sich jeder leisten kann.“ Dies sei auch eine Antwort auf den zunehmenden Fachkräftemangel. „Roboter nehmen keine Arbeitsplätze weg, sie helfen vielmehr, eine Produktion in Gang zu bringen oder zu halten, für die auf dem Arbeitsmarkt immer weniger Menschen zur Verfügung stehen.“

Vorteile der automatisierte Beschickung durch Cobots

Unternehmen, die auf Maschinenbeladung durch Cobots setzen, erzielen dadurch eine gesteigerte Effizienz, erhöhte Produktqualität und so letztlich eine gestärkte Wettbewerbsposition.

Flexibel

Cobots positionieren Werkstücke konsistent und exakt. Sie arbeiten außerdem sicher mit Menschen zusammen und lassen sich so optimal in die Produktion integrieren.
Fehlerfrei

Das Be- und Entladen durch Roboter minimiert Ausschuss und Fehler. Sie sorgen für einen kontinuierlichen und schnellen Materialfluss zur Maschine.
Effizient

Da die Roboter keine Pausen oder Schichtwechsel in der Maschinenbeschickung benötigen, lassen sich langfristig Arbeitskosten reduzieren.
Skalierbar

Bei steigender Nachfrage können MRK Roboter einfach in höherer Anzahl eingesetzt werden, ohne dass umfassende bauliche Veränderungen erforderlich sind.

Flexibel und entlastend: automatisierte Maschinenbeschickung als Chance für Unternehmen

Mathes legt das Be- und Entladen der Drehmaschine mit den Stahlbolzen – bei Bedarf auch im 24/7-Betrieb – in die „Hände“ des MAIROFlex iisy. Dadurch kann ein Unternehmen das monotone Be- und Entladen der Maschine vollkommen automatisiert ablaufen lassen und den Mitarbeitenden anspruchsvollere und abwechslungsreichere Aufgaben bieten. Der Cobot reagiert sensitiv auf seine Umgebung und lässt sich so problemlos in den Prozess der Maschinenbeschickung integrieren.

Dank seiner Ausdauer und Genauigkeit entlastet MAIROFlex iisy die menschlichen Mitarbeiter.

Schneller Wechsel zu unterschiedlichsten Aufgaben

Auf Abwechslung ist auch der MAIROFlex iisy selbst programmiert. Die modulare Automationszelle kann in der Lohnfertigung vielfältige Aufgaben übernehmen, insbesondere in Anwendungen wie der automatisierten Maschinenbeladung, Pick & Place und dem Handling. Er könne aber auch in den Bereichen Verpacken und Qualitätsprüfung eingesetzt werden.

„Die Maschine ist transportabel und mit dem Hubwagen im Handumdrehen an einem anderen, bereits ‚geteachten‘ Arbeitsplatz einzusetzen“, so Mathes. Über das integrierte Nullpunktspannsystem am Boden nimmt die Zelle dabei exakt die Position ein, auf die der neue Arbeitsvorgang zuvor programmiert wurde. „Damit ist beispielsweise der ‚Umzug‘ von der Drehmaschine zur Verpackung der fertigen Bolzen blitzschnell erledigt“, erklärt Mathes.

Mit dem Cobot lassen sich neue Aufgaben intuitiv programmieren. Die automatische Beladung einer Werkzeugmaschine erfolgt mühelos, äußerst effizient, innerhalb von nur kurzer Zeit .

Beschickung und mehr: Integration in alle erdenklichen Umgebungen

Für den MAIROFlex iisy ist der industrietaugliche Antriebsstrang des LBR iisy eine wichtige Voraussetzung. „Er erfüllt alle wesentlichen Industriestandardfunktionen wie Feldbus-Protokolle, digitale I/Os, Safety und mehr. So können wir die Automationszelle problemlos in jedes bestehende System unserer Kunden integrieren“, so der MAIROTEC-Geschäftsführer.

„Der LBR iisy bringt eine extrem hohe Gelenkgeschwindigkeit mit, die ihn nahezu so schnell wie einen herkömmlichen Industrieroboter macht“, unterstreicht Johannes Landherr, Product Architect bei KUKA. Die höhenverstellbare Aufsatzgabel ist dafür ausgelegt, verschiedenste Arbeitsumgebungen zu schaffen. Für die Ausrüstung der Automationszelle steht eine Vielzahl an Werkzeugen zur Verfügung. „Die modulare Automationszelle richtet sich nach den Anforderungen des Anwenders, nicht umgekehrt“, betont Andreas Mathes.

Der LBR iisy hebt sich deutlich von herkömmlichen Cobots ab und kann sowohl mit höheren Drehmomenten als auch mit einer höheren Geschwindigkeit betrieben werden.

Johannes Landherr, Product Architect bei KUKA

Hohe Drehmomente und Geschwindigkeiten machen den LBR iisy zur idealen Lösung in der Maschinenbeschickung.

Maschinenbeschickung mit Leichtbaurobotern in allen Traglasten, Reichweiten und Prozesskräften

Die Einsatzbreite des Cobots wird durch neue Modelle noch vergrößert. Zur LBR iisy Familie (3, 11 und 15 Kilogramm) sind vor kurzem Cobots mit sechs und acht Kilogramm Traglast hinzugestoßen. Damit erweitert sich nicht nur das Spektrum an Traglast und Reichweite. Hinzu kommt die Möglichkeit, höhere Prozesskräfte aufzubringen, zum Beispiel bei Montageapplikationen, sowie eine bessere IP-Schutzklasse. „In dieser breiten Varianz fügt sich der LBR iisy nahtlos in sich schnell verändernde Fertigungsumgebungen ein, die individualisierte Güter herstellen – selbst bei Losgröße 1. Nie war der Einstieg in die Automatisierung leichter und unkomplizierter“, stellt Johannes Landherr fest.

Mit seinen sensitiven Gelenkmomentsensoren in allen sechs Achsen und einer Reichweite von 1.300 Millimetern decken wir die allermeisten Anwendungsfälle ab. Wir können jede beliebige Traglast des KUKA Cobots von drei bis 15 Kilogramm auf dem MAIROFlex iisy installieren. Ganz nach dem Bedarf des Kunden.

Andreas Mathes, Geschäftsführer von MAIROTEC

„Wirklich ‚easy‘ zu handhaben“: Maschinen flexibel be- und entladen

Die Voraussetzung für die außergewöhnliche Flexibilität der Automationszelle schafft das technologische Konzept des LBR iisy von KUKA. „Der Cobot wird seinem Namen gerecht – er ist wirklich ‚easy‘ zu handhaben“, sagt Johannes Landherr. „Die intuitive Bedienbarkeit und einfache Programmierung ermöglichen teinen schnellen, produktiven Einsatz ohne Vorkenntnisse.“ Auf Basis des Betriebssystems iiQKA.OS erfolgt das „Teachen“ der Aufgaben ganz einfach durch Handführung. Mit dem Bediengerät smartPAD pro gelingt die weitere Programmierung und die anschließende Steuerung dann so einfach wie die Nutzung eines Smartphones. Zudem ermöglichen die integrierte Kabelführung und Energiezuführung des LBR iisy einen schnellen und einfachen Werkzeugwechsel.

Mit Sicherheit automatisieren: Maschinenbeschickung durch Cobots im Schutzfeld

„Statt einer Schutzeinhausung nutzen wir bei unserer Automationszelle ein 360-Grad-Radarfeld von inxpect, das sich wie eine unsichtbare Sicherheitskugel um den MAIROFlex iisy legt“, erklärt Andreas Mathes und zeigt auf die blau-blinkenden Statusleuchten der im Gehäuse angebrachten Sensoren. „Das System ist so empfindlich, dass es selbst auf ein Augenzwinkern oder Atmen reagiert.“

Durch ein Schutzfeld können Fachkräfte sicher neben dem Robotersystem arbeiten.

„Bei physischen Bewegungen in der Sicherheitszone fährt die Automationszelle sofort ihre Geschwindigkeit runter oder stoppt vollständig und fährt erst wieder an, wenn die Bahn frei ist.“ Die Bewegungen des Roboterarms innerhalb des Schutzfeldes erkennt das smarte Radarsystem dabei übrigens als unbedenklich.

Mit Cobots zur nächsten Ausbaustufe der Automatisierung

Der gesamte Prozess der Maschinenbeladung kann auch komplett autonom erfolgen. Zur Materialversorgung pendelt fast lautlos eine KMP 600-S diffDrive, eine autonome mobile Plattform, zwischen Rüstplatz, der Automationszelle und der Weiterverarbeitung hin und her. „Das ist dann schon eine nächste Ausbaustufe der Automatisierung“, sagt Andreas Mathes mit einem Strahlen in Gesicht. Diese Begeisterung will er gerne teilen: „Handwerks- und Montagebetriebe, Verpackungsunternehmen, technische Dienstleister, Labore und Krankenhäuser, Großgastronomie – die Automationszelle MAIROFlex iisy kann nahezu alles, sogar eine Kaffeemaschine bedienen. So macht Automatisierung richtig Spaß.“