Flexibel en intuïtief: machinebelading met de cobot LBR iisy

De geautomatiseerde machinebelading met behulp van cobots biedt bedrijven unieke voordelen. Daarom ontwikkelde KUKA met de technologie- en automatiseringsontwikkelaar MAIROTEC een modulaire automatiseringscel die bij het beladen van machines kan worden gebruikt – voordelig en intuïtief.

MAIROTEC maakt machinebelading met de LBR iisy mogelijk

Op basis van de cobot LBR iisy van KUKA ontwikkelde MAIROTEC een machine die bijvoorbeeld voor de machinebelading kan worden gebruikt. Het doel van de MAIROFlex iisy: een unieke, voordelige en gemakkelijke instap in de automatisering. Ook voor middelgrote en ambachtelijke bedrijven.

De eerste echte toepassing van de cobot in de praktijk is het geautomatiseerd be- en ontladen van een draaimachine met kleine zeskante stalen blokken. In de draaimachin worden deze in de cilindrische vorm van een bout gebracht. Een dagelijkse taak voor een metaalbedrijf, die nu door een collaborerende robot wordt uitgevoerd en de medewerkers ontlast.

Bij het gebruik van de lichtgewicht robot voor de productie van bouten bevindt zich op de bevestigingsvork een nulpuntpallet met 96 zeskante staalstukken. De robot pikt deze met de grijper op en voert deze exact in de spindel in, waar het draaigereedschap na het sluiten van de deur met de bewerking van het boutelement begint. Vervolgens verwijdert de cobot de afgewerkte bout en plaatst deze op de millimeter nauwkeurig weer op de pallet voordat het volgende boutelement opgepikt en bewerkt wordt.

De MAIROFlex iisy in de productie van bouten.

Machinebelading: handmatig of met de cobot?

De handmatige machinebelading is een repetitieve, lichamelijk belastende activiteit die ook nog eens gevoelig is voor fouten. Om vakkrachten voor aangename en ingewikkelde taken in te kunnen delen die aan de kwalificatie tegemoetkomen, worden intussen vaak cobots voor de machinebelading gebruikt.

Op de bevestigingsvork van de robot wordt een nulpuntpallet met 96 zeskante staalstukken geplaatst.

Voor zijn automatiseringsoplossing kiest MAIROTEC voor KUKA

De KUKA-systeempartner uit Ilmenau in de Duitse deelstaat Thüringen is gespecialiseerd in de product- en softwareontwikkeling voor automatiseringsoplossingen. Andreas Mathes, oprichter en managing director, kent als ervaren machinebouwer de praktijk in de productie, de eisen vanuit de productiehallen en is tegelijkertijd enthousiast over de veelzijdige mogelijkheden die robots bieden. MAIROTEC vertrouwt op full line solutions in het high-end bereik. “Daarom ben ik een absolute fan van KUKA”, bekent Mathes.

Andreas Mathes, oprichter en managing director van MAIROTEC.

Hij kwam zeer snel tot de conclusie dat automatisering en robots niet alleen iets zijn voor de grootschalige industriële productie met complexe en dure robotoplossingen. “Met name in middelgrote bedrijven en ambachtelijke bedrijven neemt de behoefte aan automatisering bij tal van zich herhalende stappen toe”, aldus Mathes. “Voor een laagdrempelige toegang is dan ook een eigen, uiterst flexibele oplossing nodig die iedereen zich kan permiteren.” Dat is ook het juiste antwoord op het groeiende tekort aan geschoolde vakkrachten. “Robots nemen geen banen weg, ze helpen veeleer om de productie op gang te brengen of te houden, waarvoor steeds minder mensen beschikbaar zijn op de arbeidsmarkt.”

Voordelen van de belading door cobots

Bedrijven die gebruik maken van cobots om machines te beladen, bereiken een grotere efficiëntie, een hogere productkwaliteit en uiteindelijk een sterkere concurrentiepositie.

Flexibel

Cobots positioneren werkstukken consistent en exact. Bovendien werken cobots veilig samen met mensen en kunnen zo optimaal in de productie worden geïntegreerd.
Foutloos

Het be- en ontladen door robots beperkt uitschot en fouten tot een minimum. De robots zorgen voor een continue en snelle materiaalstroom naar de machine.
Efficiënt

Aangezien de robots geen pauzes nodig hebben of in ploegen moeten draaien, kunnen de arbeidskosten op lange termijn worden verlaagd.
Schaalbaar

Bij een toenemende vraag kunnen lichtgewicht robots eenvoudig in een hoger aantal worden gebruikt, zonder dat ingrijpende veranderingen in de constructie noodzakelijk zijn.

Flexibel en ontlastend: geautomatiseerde machinebelading biedt bedrijven ongekende kansen

Mathes legt het be- en ontladen van de draaimachine met de stalen bouten – indien nodig ook 24/7 – in de “handen” van de MAIROFlex iisy. Daardoor kan een bedrijf het monotone be- en ontladen van de machine volledig geautomatiseerd laten verlopen en medewerkers uitdagendere en gevarieerdere werkzaamheden laten uitvoeren. De cobot reageert gevoelig op de omgeving en kan zo probleemloos in het proces van het beladen van de machine worden geïntegreerd.

Snelle omschakeling naar de meest uiteenlopende taken

Op afwisseling is ook de MAIROFlex iisy zelf geprogrammeerd. De modulaire automatiseringscel kan in de contractproductie de meest uiteenlopende taken uitvoeren – in toepassingsgebieden zoals de geautomatiseerde machinebelading, pick-and-place-taken en bij de handling. De cel kan echter ook worden gebruikt voor het verpakken en testen.

“De machine is transporteerbaar en met een hefwagen in een handomdraai op een andere, reeds 'geteachte' werkplek inzetbaar”, aldus Mathes. Via het geïntegreerde nulpuntspansysteem op de bodem neemt de cel daarbij exact de positie in waarop de nieuwe werkprocedure op een eerder tijdstip werd geprogrammeerd. “Daarmee is bijvoorbeeld de 'verhuizing' van draaimachine naar verpakking van de afgewerkte bouten in een handomdraai gerealiseerd”, legt Mathes uit.

Nieuwe taken kunnen met de cobot intuïtief worden geprogrammeerd.

Belading en meer: integratie in alle mogelijke omgevingen

Voor de MAIROFlex iisy is de industriecompatibele aandrijflijn van de LBR iisy een belangrijke voorwaarde. “Daarmee voldoet de automatiseringscel aan de belangrijkste industriële standaardfuncties zoals veldbusprotocollen, digitale I/O's, Safety en meer. Hierdoor kunnen we de automatiseringscel probleemloos in elk bestaand systeem van onze klanten integreren“, aldus de managing director van MAIROTEC.

“De LBR iisy wordt gekenmerkt door een extreem hoge scharniersnelheid, die hem bijna even snel als een conventionele industriële robot maakt”, benadrukt Johannes Landherr, Product Architect bij KUKA. De in hoogte verstelbare bevestigingsvork is ontworpen om uiteenlopende werkomgevingen te creëren. Voor de uitrusting van de automatiseringscel is een groot aantal werktuigen beschikbaar. “De modulaire automatiseringscel is afgestemd op de eisen van de gebruiker, niet omgekeerd”, benadrukt Andreas Mathes.

De LBR iisy onderscheidt zich duidelijk van conventionele cobots en kan zowel met hogere draaimomenten als met een hogere snelheid worden gebruikt.

Johannes Landherr, Product Architect bij KUKA

Hoge draaimomenten en snelheden maken van de LBR iisy de ideale oplossing in de machinebelading.

Machinebelading met lichte robots voor alle draaglasten, reikwijdten en proceskrachten

Het toepassingsbereik van de cobot wordt dankzij de nieuwe modellen nog verder uitgebreid. Aan de LBR iisy-productfamilie (3, 11 en 15 kilogram) zijn onlangs cobots met een draaglast van zes en acht kilogram toegevoegd. Hiermee worden niet alleen de draaglast en de reikwijdte uitgebreid. Aanvullend kunnen ook hogere proceskrachten worden toegepast, bijvoorbeeld bij montagetoepassingen, en is er sprake van een betere IP-beschermingsklasse. “Dankzij deze diversiteit past de LBR iisy naadloos thuis in snel veranderende productieomgevingen die geïndividualiseerde goederen produceren – zelfs bij batchgrootte 1. Instappen in de automatisering was nog nooit zo eenvoudig en ongecompliceerd”, stelt Johannes Landherr vast.

Met de gevoelige scharniermomentsensoren in alle zes assen en een reikwijdte van 1.300 millimeter dekken we de meeste toepassingen af. We kunnen elke willekeurige draaglast van de cobot van KUKA – van 3 tot 15 kilogram – op de MAIROFlex iisy installeren. Afgestemd op de behoeften van de klant.

Andreas Mathes, managing director van MAIROTEC

“Echt 'easy' te gebruiken”: machines flexibel beladen en ontladen

De voorwaarde voor de buitengewone flexibiliteit van de automatiseringscel wordt gecreëerd door het technologische concept van de LBR iisy van KUKA. “De cobot doet zijn naam echt eer aan – hij is echt 'easy' te gebruiken”, aldus Johannes Landherr. “De intuïtieve bediening maakt een snelle en productieve toepassing zonder voorkennis mogelijk.” Op basis van het besturingssysteem iiQKA.OS is het “teachen” van de taken heel eenvoudig mogelijk met de handgeleiding. Dankzij het slimme bedieningsapparaat smartPAD pro is de programmering net zo eenvoudig als het gebruik van een smartphone. Bovendien maken de geïntegreerde kabelgeleiding en de energietoevoer van de LBR iisy een snelle en eenvoudige gereedschapswissel mogelijk.

Veilig automatiseren: machinebelading door cobots in het veiligheidsveld

“In plaats van een beschermende behuizing maken we bij onze automatiseringscel gebruik van een 360-graden radarveld van inxpect, dat als een onzichtbare veiligheidskoepel om de MAIROFlex iisy aanwezig is”, legt Andreas Mathes uit, en wijst op de blauw knipperende statuslampjes van de sensoren die in de behuizing zijn aangebracht. “Het systeem is zo gevoelig dat het zelfs reageert op een knipoog of ademhaling.”

Dankzij een veiligheidsveld kunnen de vakkrachten veilig naast het robotsysteem werken.

“Bij fysieke bewegingen in de veiligheidszone verlaagt de automatiseringscel onmiddellijk de snelheid of komt zelfs tot stilstand en beweegt pas weer als de baan vrij is.” De bewegingen van de robotarm binnen het veiligheidsveld detecteert het intelligente radarsysteem daarbij trouwens als veilig.

Met cobots naar de volgende fase van de automatisering

Het volledige proces van het beladen van de machine kan ook volledig autonoom plaatsvinden. Voor de materiaalvoorziening pendelt vrijwel geruisloos een KMP 600-S diffDrive, een autonoom, mobiel platform, tussen de plaats van uitrusting, de automatiseringscel en de verdere verwerking. “Dat is eigenlijk al de volgende fase van automatisering”, aldus Andreas Mathes met een stralend gezicht. Hij wil dit enthousiasme graag delen: “Ambachtelijke bedrijven en montagebedrijven, verpakkingsbedrijven, technische dienstverleners, laboratoria en ziekenhuizen, groothoreca – de automatiseringscel MAIROFlex iisy kan bijna alles, zelfs een koffiezetapparaat bedienen. Dat maakt automatiseren zo leuk.”