LBR iisy cobot voor koffie kwaliteitscontrole

LBR iisy cobot in de kwaliteitsbewaking

Koffie malen tot op de gram nauwkeurig: met deze functie, die tot nu toe voorbehouden was aan dure koffieautomaten voor de horeca, verovert het nieuwe merk LIGRE nu de consumentenmarkt. Voor de intensieve kwaliteitsgarantie van het nieuwe maalwerk op het gebied van duurzaamheid en naleving van het vooraf ingestelde koffiegewicht, maakten de ontwikkelingstechnici van Gronbach in een testopbouw gebruik van de ondersteuning van de LBR iisy cobot van KUKA.

Premium leverancier van high-end-apparaten en -assemblages

De Gronbach groep werd in 1964 opgericht als fabrikant van scharnieren. Het bedrijf ontwikkelde zich razendsnel: vandaag de dag heeft de bedrijvengroep in totaal vijf productielocaties in Europa, een verkoopkantoor in de VS en ongeveer 1.200 medewerkers in dienst. Als OEM heeft Gronbach zich gespecialiseerd in de ontwikkeling en productie van technische assemblages en complete producten die internationaal worden geleverd aan meer dan 500 verschillende klanten, van grote bedrijven tot start-ups, voornamelijk uit de sector voor huishoudelijke apparaten, zoals koffiemachines, inductiekookplaten, stoomovens en nog veel meer. Verder behoren de sectoren horeca, farmacie, automobiel en de consumptiegoederenindustrie tot hun klantensegment.

Kwaliteit heeft hier de hoogste prioriteit. De productie- en R&D-vestiging in Niederndorf in Tirol met circa 200 medewerkers is voor de Gronbach-groep van groot belang als het gaat om de complete ontwikkeling van productoplossingen – alle draden komen hier samen op het gebied van mechanica, elektronica software enz. Een eigen expertteam richt zich op onderzoek en klantspecifieke ontwikkeling van apparaten en modules. Alle producten delen de hoge eisen aan kwaliteit op het gebied van technologie, duurzaamheid en energie-efficiëntie. Voor de intensieve kwaliteitscontrole van een nieuwe koffiemolen maakten de ontwikkelaars gebruik van de LBR iisy cobot van KUKA om de processen in een testopbouw te verbeteren.

55.000 keer malen en wegen: de LBR iisy cobot van KUKA ondersteunde de ontwikkelingsingenieurs van Gronbach bij de kwaliteitscontrole van een nieuwe koffiemolen.

Als premium OEM beschikt Gronbach over brede product-expertiste met uitgebreide knowhow op het gebied van R&D. De schat aan ervaring die is opgebouwd in honderden klantspecifieke en succesvol afgegronde projecten heeft nu geresulteerd in het private label LIGRE: onder deze naam stapt het bedrijf nu zelf als fabrikant in de markt van high-end machines voor koffiebereiding. Een van de eerste producten die momenteel op de markt komen, is naast een espressomachine de koffiemolen LIGRE siji.

Speciale aandacht voor kwaliteit: de LIGRE high-end espressomachine, samen met de LIGRE siji koffiemolen.

Een compleet nieuwe functie voor een koffiemolen in het consumentensegment is de mogelijkheid om de hoeveelheid te maken koffie tot op de gram nauwkeurig in te stellen. Om er zeker van te zijn dat de eersteklas kwaliteit geen loze belofte was, besloten de R&D-experts van Gronbach dit nieuw ontwikkelde product te onderwerpen aan een intensieve kwaliteitscontrole door middel van een serie tests. Het uitgangspunt was dat de koffiemolen ongeveer 500 kg koffie zou malen of verwerken gedurende een levensduur van ongeveer tien jaar. Om op lange termijn correcte weegresultaten onder verschillende gebruiksomstandigheden te bepalen voor de totale hoeveelheid van een halve ton koffie, was het nodig om een methode toe te passen die niet alleen een radicale versnelling mogelijk zou maken, maar ook een enorme herhalingsnauwkeurigheid had. Tenslotte moesten de resultaten betrouwbaar zijn en moesten de verworven inzichten in toekomstige ontwikkelingen en verbeteringen worden verwerkt.

Ons doel was de gesimuleerde levensduur van het maalwerk te testen, om inzicht te krijgen in slijtage en nauwkeurigheid.

Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Alexander Fahringer, ingenieur voor technische ontwikkeling en testen bij Gronbach

Kosteneffeiciënte kwaliteitscontrole

De R&D experts van Gronbach waren het er allemaal over eens dat een geautomatiseerde robotoplossing de enige manier was om een kostenefficiënte kwaliteitscontrole met behulp van een testopstelling te realiseren. De weg naar KUKA was kort, omdat in de vestiging van het bedrijf in Niederndorf bij Kufstein al meerdere industriële robots in gebruik zijn. Het trof dat KUKA met de LBR iisy cobot een robot in het programma heeft die geknipt is voor zulke processen.

Kostenefficiënte kwaliteitscontrole was alleen mogelijk met een geautomatiseerde robotoplossing zoals de LBR iisy cobot.

Met de maximale payload van 3 kg wordt de capaciteit van de wendbare cobot in dit specifieke geval weliswaar niet volledig benut, maar "voor eventuele andere toepassingen en processen is het goed om te weten dat meer ruimte is, aldus Alexander Fahringer, die er zeker van is dat dit eerste project zal antonen dat collaboratieve robots in het bijzonder een stevige plaats hebben in ontwikkelingsafdelingen, zoals bijvoorbeeld in het kwaliteitsbeheer. Ook grotere payloads zijn natuurlijk geen probleem: KUKA biedt de LBR iisy cobots aan met maximale payloads tot 15 kg en reikwijdtes tussen 760 en 1.300 mm.

Kwaliteitsbeheer met behulp van robots: Dankzij de samenwerking tussen mens en robot met een eenvoudige teach-in functie is het in gebruik nemen en programmeren van de LBR iisy cobot snel en eenvoudig.

Kwaliteitsmanagement: test in zes stappen

Voor de eigenlijke test van de kwaliteitsborging werd een periode van twee maanden gepland waarin de LBR iisy cobot als taak had om 55.000 koffiemaal- en weegprocessen volautomatisch uit te voeren. Elk proces gebeurt in zes identieke stappen: de portafilter op de precisieweegschaal tarreren, de portafilter vastpakken en naar de koffiemolen verplaatsen, de portafilter loskoppelen en wachten tot het maalproces was afgelopen, de gevulde portafilter oppakken en naar de weegschaal verplaatsen, de weegschaalwaarde in de database opslaan, de portafilter oppakken, legen en weer op de weegschaal plaatsen.

Voorbestemd voor betrouwbaar herhaalbare bewegingen: Robotica zoals cobot-toepassingen worden steeds vaker gebruikt in ontwikkelings- en testlaboratoria, bijvoorbeeld voor kwaliteitscontrole.

Een enorm voordeel van de LBR iisy cobot is de eenvoudige programmering door de mens-robot-samenwerking dankzij de Teach-knop: "Je kunt de collaboratieve robot met de hand leiden en hem zo met een druk op de knop de gewenste taken zoals bewegingen en wachttijden etc leren.", benadrukt Michael Reindl, Account Manager bij KUKA, de hoge gebruiksvriendelijkheid van de robot. Dankzij de intuïtieve bediening biedt de LBR iisy cobot flexibele toepassingsmogelijkheden en kan hij zowel door automatiseringsexperts als door beginners in de robotica snel en veilig in gebruik genomen en bediend worden. Het spreekt voor zich dat de robot aan alle eisen met betrekking tot veiligheid voor mens-robot-samenwerking voldoet.

Ons doel was de gesimuleerde levensduur van het maalwerk te testen, om inzicht te krijgen in slijtage en nauwkeurigheid.

Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Alexander Fahringer, ingenieur voor technische ontwikkeling en testen bij Gronbach

Nieuwe methoden in kwaliteitsmanagement: De LBR iisy cobot van KUKA speelde een ondersteunende rol bij Gronbach toen ze een nieuwe koffiemolen 55.000 keer maal maalden en wogen als onderdeel van een kwaliteitscontroleproces met behulp van een time-lapse langetermijntest.

Miljoenen cycli

"Vooral de kleine LBR iisy cobot, dus het model met een payload tot 3 kg, maar ook de grotere types, zijn voorbestemd voor het uitvoeren van tamelijk eenvoudige, monotone en repetitieve handelingen in de directe omgeving van andere medewerkers, beschrijft Michael Reindl de typische toepassingsgebieden van een collaboratieve robot. De varianten voor 11 en 15 kg zijn zelfs stof- en spatwaterbestendig (beschermingsklasse IP 54). De eenvoudige bediening en hoge mate van flexibiliteit onderscheiden de cobots van conventionele industriële robots.

De collaboratieve robots van de LBR iisy serie van KUKA zijn verkrijgbaar met maximale payloads van 3, 11 en 15 kg.

Dit verlicht de last van werkstappen die niet populair of zelfs schadelijk voor de gezondheid zijn, maar die toch een echte toegevoegde waarde bieden dankzij precisie, herhaalbaarheid en eenvoudige bediening. Dit was ook het geval voor het kwaliteitsbeheer. Elk afzonderlijk maal- en weegproces werd in continu bedrijf met absolute betrouwbaarheid uitgevoerd en geregistreerd, zodat afwijkingen snel werden gedetecteerd. Reindl: "In deze toepassing fungeerde de robotbesturing als master voor alle andere componenten." Openheid voor verschillende systemen maakt dit mogelijk. Aangenaam testresultaat: "De maalmachine werkte zo goed dat hij na tien jaar gesimuleerd gebruik praktisch geen slijtage vertoonde, dus hij zou aanzienlijk langer meegaan," zegt Fahringer. Tussen haakjes: Het verwerken van de 55.000 testmalen is nauwelijks noemenswaardig voor de cobot. "Hij is nog maar net goed ingesleten," zegt Reindl humoristisch, doelend op de enkele miljoenen cycli die de KUKA robots standaard realiseren.

V.l.n.r.: Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Alexander Fahringer, ingenieur voor technische ontwikkeling en testen, Peter Koppensteiner, Research and Development, Division Appliances, beide Gronbach en Michael Reindl MBA, Account Manager, KUKA.

Eenvoudige instap

Dat deze inzet van de LBR iisy cobot bij Gronbach niet de laatste was, staat voor het R&D-team van het bedrijf buiten kijf. "Als automatiseringstechnici denken we al na over hoe de cobot ons bij andere kwaliteitscontroles en processen kan ondersteunen", aldus Fahringer. Dat is niet in de laatste plaats te danken aan de uitstekende samenwerking met KUKA. De robotica-experts maken het voor geïnteresseerden uiterst eenvoudig om in te stappen: “Vooral handzame collaboratieve robots zoals de LBR iisy cobot stellen we graag onbureaucratisch ter beschikking aan klanten om ze in hun bedrijf uit te proberen en te testen”, zegt Reindl. Dat is immers geen enkel probleem: de compacte robot past in elke kofferbak.