Qualitätskontrolle mit Cobot LBR iisy in der Kunststoffindustrie

Einen flexiblen, schnellen und akribisch arbeitenden Mitarbeiter wünscht sich jeder Chef. Bastian Fest von FMO Surface hat ihn mit dem LBR iisy gefunden. Hand in Hand mit seinem Team überprüft der Cobot nun DataMatrix-Codes auf ihre Qualität und Vollständigkeit.

Automatisierung in der Kunststoffindustrie

Das mittelständische Unternehmen FMO Surface, das sich auf die Veredelung von Kunststoff-Oberflächen spezialisiert hat, wurde 1999 in Lemgo in der Region Ostwestfalen-Lippe gegründet und beschäftigt heute 75 Mitarbeitende. Die Kunden kommen aus den unterschiedlichsten Branchen, zum Beispiel Automotive, Elektronik, Luftfahrt und Maschinenbau. Auch Hersteller manch anderer Industrie, die zum Beispiel Fahrräder oder Hausgeräte produzieren, nehmen die Dienste von FMO Surface in Anspruch. Rund sieben Millionen Busverbinder aus Kunststoff werden hier Jahr für Jahr mit DataMatrix-Codes (DMC) belasert. Vor einigen Jahren begann das Unternehmen verschiedene Prozesse zu automatisieren.

Bastian Fest, Geschäftsführer von FMO Surface in Lemgo, sieht viele Vorteile in der Automation in der Kunststoffindustrie.

Die Zusammenarbeit mit KUKA startete mit einem herkömmlichen Industrieroboter KR CYBERTECH nano, der bei der Palettierung und Bestückung einer Laseranlage eingesetzt wird. Zwei Jahre später kam ein weiterer Industrieroboter der KR CYBERTECH Serie hinzu, der die zu veredelnden Teile aus Kunststoff wenden, messen und belasern kann. „Gerade im Hinblick auf den Fachkräftemangel spielt die Automatisierung für ein mittelständisches Unternehmen (KMU) wie unseres eine wichtige Rolle“, erklärt Bastian Fest. Im März 2022 stieß dann der LBR iisy zum Roboterportfolio dazu.

Der neue kollaborative Roboter LBR iisy prüft automatisch die Qualität und Vollständigkeit der DMC

Die zum neuen Kollegen passende Aufgabe fand sich schnell, und zwar in der Qualitätskontrolle von Busverbindern. Busverbinder aus Kunststoff werden mit DataMatrix-Codes mit jeweils achtstelligen Zahlenreihenfolgen belasert, bevor sie in Steuerungen verbaut werden. Da mehrere Komponenten mit einem DMC markiert sind und voneinander abhängen, ist die Zuverlässigkeit für die Traceability einer gesamten Baugruppe entscheidend. Daher muss auf die Qualitätsprüfung und Beurteilung der Vollständigkeit der DataMatrix-Codes ein besonderes Augenmerk gelegt werden. Das erledigten bei der FMO Surface bisher Mitarbeitende. Manuell per Scanner.

Frisch gelaserte DataMatrix-Codes auf Vollständigkeit überprüfen – bei FMO Surface ein Fall für den Cobot LBR iisy.

Ergebnis: enorme Zeitersparnis, niedrige Produktionskosten

Pünktlich zum Frühlingsbeginn 2022 übernahm der LBR iisy diese Aufgabe. Der Cobot arbeitet nun Hand in Hand mit Vorarbeitern der Laserabteilung wie Tim Hertz. Hertz berichtet: „Durch den LBR iisy sparen wir uns enorm viel Zeit, da wir nicht mehr jedes Teil einzeln abscannen müssen. Und wenn der Cobot einen Fehler meldet, müssen wir auch keinen Käfig öffnen oder eine ganze Anlage stoppen, sondern können das falsche Teil einfach entnehmen und ersetzen.“ Eine Art der Qualitätsprüfung, die dazu beiträgt, den Preis der Produktion beziehungsweise Veredelung niedrig zu halten.

Bastian Fest hat im LBR iisy Cobot einen zuverlässigen und flexiblen neuen Mitarbeiter gefunden und die Qualität sichergestellt.

Was Unternehmen brauchen: „Einfache Cobot-Integration und leichte Programmierbarkeit gewünscht“

Menschliche Mitarbeiter für monotone und gleichzeitig anspruchsvolle Aufgaben wie das Überprüfen der DataMatrix-Codes zu gewinnen, wird für Unternehmen wie FMO Surface zunehmend schwer. Nicht nur in der Kunststoffindustrie, sondern in fast jeder Branche. Den LBR iisy in die automatisierte Qualitätskontrolle einzulernen, ging dagegen ohne Probleme. Ganz iisy eben! „Vom Auspacken über den Aufbau bis zur ersten Programmierung haben wir gerade einmal 30 Minuten gebraucht“, sagt Bastian Fest.

Die Mitarbeiter von FMO Surface können den Cobot schnell anlernen.

Mithilfe des KUKA smartPAD pro und der Robotersteuerung KR C5 micro können auch Mitarbeiter den Cobot bedienen und anlernen, die bislang kaum Erfahrung mit Roboterprogrammierung haben. „Der LBR iisy läuft auf Basis des neuen Betriebssystems iiQKA.OS und ist damit einfach zu installieren, zu konfigurieren und zu programmieren“, erklärt Robert Korte von KUKA. Der Cobot ist dabei nicht nur in wenigen Minuten startklar, sondern lässt sich ebenso schnell an neue Herausforderungen anpassen. Für Fest ein enormer Vorteil: „Wir haben hier keine Ingenieure, daher ist die einfache Integration umso wichtiger.“

Der LBR iisy läuft auf Basis des neuen Betriebssystems iiQKA.OS und ist damit einfach zu installieren, zu konfigurieren und zu programmieren.

Robert Korte, Vertriebsingenieur bei KUKA

Wie der Cobot DataMatrix-Codes der Qualitätsprüfung unterzieht

Ausgestattet mit zwei Kameras prüft der Cobot nun DataMatrix-Codes. Auf einem Tray, einer Art Tablett, liegen 200 Kunststoffteile, die unter den LBR iisy mit seinen beiden Keyence Kameras geschoben werden. „Im ersten Schritt wird die Qualität der Codes stichprobenartig anhand von 20 Teilen überprüft“, erklärt Vorarbeiter Tim Hertz. „Passt alles, fährt der Cobot erneut über den Tray und prüft, ob alle 200 Teile da und alle Codes lesbar sind.“ Eine Kamera übernimmt mit der dazugehörigen Software die Qualitätsprüfung, die zweite ist für die Beurteilung der Vollständigkeit verantwortlich. Stimmt etwas nicht, ist also ein Code von unzureichender Qualität oder unvollständig, bleibt der Roboter stehen und zeigt an, welcher Busverbinder betroffen ist. Ein menschlicher Kollege kann das fehlerhafte Teil dann austauschen, der Tray wird erneut geprüft und im Idealfall freigegeben. Diese Mensch-Roboter-Kollaboration gewährleistet maximale Sicherheit und Effizienz.

Mensch-Roboter-Kollaboration mit Leichtigkeit und Effizienz: Der LBR iisy scannt die Codes schnell und zuverlässig.

Prozesse beschleunigen, Mitarbeitern Arbeit abnehmen und Kunden schützen

Früher, berichtet Tim Hertz, war diese Art der Qualitätskontrolle für DMC viel aufwändiger. „Wenn wir auf Vollständigkeit überprüften, mussten wir jedes Teil einzeln scannen“, so Hertz. Dazu musste ein Mitarbeiter die Bauteile aus dem Tray nehmen und sie später wieder zurücklegen. Heute, seit dem Einsatz des LBR iisy, geht die Prüfung und Qualitätssicherung viel schneller und präziser. Der Kunde – ein Automatisierungsunternehmen – wünschte sich laut Bastian Fest ausdrücklich eine automatisierte Lösung. Denn einen nicht perfekten Busverbinder in den eigenen Steuerungen zu verbauen, kann ihn teuer zu stehen kommen. Bastian Fest berichtet: „Der Busverbinder wird als allererstes Teil der Steuerung verwendet. Er wird verlötet, auf einer Platine verschraubt und darauf wird die ganze Steuerung verbaut. Wenn nun der DataMatrix-Code schlecht ist, wann fällt das auf? Im Warenausgang!“ Da ist der Schaden dann hoch.

Der LBR iisy unterstützt bei der Firma FMO Surface wo er kann.

Ich habe natürlich mit dem Produkt etwas, das hochflexibel ist. Ob ich vorne einen Sauger, Greifer oder eine Kamera befestige, interessiert den Roboter nicht, ich kann aber mein gesamtes Spektrum abdecken.

Bastian Fest, Geschäftsführer bei FMO Surface

Cobot mit Allrounder-Qualitäten

Die sichere Zusammenarbeit von Mensch und Roboter in der Kunststoffindustrie kann heute bei vielen Aufgabenstellungen und in der Produktion wie der Veredelung funktionieren. Der LBR iisy Cobot lässt sich ebenso einfach in bestehende Fertigung integrieren, wie auf neue Aufgaben umprogrammieren. Ob Maschinen beladen, allerlei Pick and Place, Verpacken oder verschiedene Handling-Anwendungen, der LBR iisy meistert alles. „Die integrierte Kabelführung und Energiezuführung des LBR iisy ermöglichen außerdem einen schnellen und einfachen Werkzeugwechsel“, fügt Robert Korte hinzu. Für neue Applikationen lässt sich der Cobot jederzeit mit weiterem Zubehör aus dem KUKA Marketplace ausstatten. Für Bastian Fest ein echter Pluspunkt: „Ich habe natürlich mit dem Produkt etwas, das hochflexibel ist. Ob ich vorne einen Sauger, Greifer oder eine Kamera befestige, interessiert den Roboter nicht, ich kann aber mein gesamtes Spektrum abdecken.“

Kollaborative Roboter können Mitarbeitende in nahezu jeder Industrie entlasten. Nach dem LBR iiwa führte KUKA den LBR iisy ein, das Interesse an den inzwischen drei Ausführungen ist hoch.

Sichere Mensch-Roboter-Kollaboration

Die Mitarbeiter bei FMO Surface waren von dem neuen Kollegen sofort begeistert, betont Geschäftsführer Fest. Berührungsängste gab es keine. Robert Korte erklärt: „Dank der Sicherheitsfeatures ist die Arbeit in einem Arbeitsraum mit Menschen möglich.“ Ausgestattet mit sensitiven Gelenkmomentsensoren in allen sechs Achsen reagiert der LBR iisy sofort auf kleinste Berührungen und bietet einen zertifizierten Kollisionsschutz. Das macht ihn zum idealen Helfer in jeder Produktion. Bastian Fest plant bereits die Automatisierung weiterer Prozesse. Auch im Tampondruck, merkt er an, könnte der Cobot demnächst wertvolle Dienste leisten. Des Weiteren steht die kollaborative Anwendung der größeren Ausführungen des LBR iisy mit Traglasten von 11 und 15 Kilogramm hoch oben auf seiner Wunschliste.