Artikel YASKAWA Europe GmbH - Robotics Division

Die neue Smart Series ist ein aufeinander abgestimmtes Plug&Play-Baukastenkonzept für Roboter und Werkzeuge. Das mühsame Zusammensuchen von Artikelnummern für Greiferelemente, Adapterflanschen, Kommunikationskabeln und Steckern bei verschiedenen Herstellern sowie die aufwendige Konfektionierung entfallen. Stattdessen beschreibt die Smart Series vorkonfektionierte Pakete mit allem nötigen Zubehör wie mechanische Adapterflansch-Montageteile, elektrische Kommunikationskabel und Beispieljobs zur schnellen Inbetriebnahme, die garantiert aufeinander abgestimmt sind und im Sinne eines Plug&Play zueinander passen. Damit lassen sich auf einfache Art und Weise Roboterlösungen für kollaborative oder auch herkömmliche Anwendungen zusammenstellen.

Aktuell umfasst die Smart Series Vakuumgreifer und Greifmodule der Technologiepartner OnRobot und Weiss Robotics. In Kürze werden weitere Hersteller folgen, z.B. Schmalz oder Zimmer.

„Mit der Smart Series kann sich der Anwender nicht nur die für ihn passende Lösung selbst aussuchen, er hat auch die Garantie, dass diese sicher funktioniert und dass sie sich einfach in Betrieb nehmen, programmieren und bedienen lässt“, so Produktmanagerin Tasmin Schales. „Damit erleichtern wir insbesondere auch kleineren Betrieben ohne tiefgreifende Roboterkenntnisse den einfachen Einstieg in Automatisierungskonzepte für mehr Produktivität.“

Den Weg zur perfekten Smart-Series-Lösung für die jeweilige Anwendung weist eine einfach verständliche Web-Page mit Online-Konfigurator. Dieser führt Schritt für Schritt durch den Auswahlprozess, findet das ideale Robotermodell und verweist gezielt auf die Landing-Page der Smart-Series-Partner, deren Produktpakete der YASKAWA Smart Series zuzuordnen sind. Eine große Auswahl an Modellen und Komponenten ermöglicht die optimale Lösung für jede Handlingaufgabe im Roboter-Traglastbereich bis 20 kg (inkl. Werkzeug).

Robotermodelle für jede Anwendung

Insgesamt wurden acht gängige MOTOMAN-Robotermodelle aus dem YASKAWA-Portfolio für die Smart-Series ausgewählt: vier kollaborative hybride Roboter der MOTOMAN HC-Serie (10 und 20 kg Traglast), drei Modelle der GP-Industrieroboter-Serie (7 bis 12 kg Traglast) sowie das kleinste MOTOMAN-Modell, der MotoMINI. Alle Smart-Series-Roboter werden mit der Kompaktsteuerung YRC1000micro sowie dem innovativen Smart Pendant angeboten. Dieses innovative, besonders leicht anzuwendende Handbediengerät macht den Einstieg in die Robotik besonders einfach.

Bei den kollaborativen Robotermodellen HC10 und HC20 handelt es sich um MRK-fähige Hybridroboter für Traglasten von bis zu 10 bzw. 20 kg: vollwertige Industrieroboter, die einerseits mit hoher Geschwindigkeit arbeiten können, aber auf sicher reduzierte Geschwindigkeit zurückfallen, sobald sich der Mensch unmittelbar im Arbeitsraum befindet. Die geforderte Sicherheit im direkten Kontakt mit dem Bediener gewährleisten sechs integrierte Momentensensoren. Aus Sicht der deutschen und europäischen Sicherheitsnormen können die MOTOMAN HC-Modelle als Roboter mit Leistungs- und Kraftbegrenzung gemäß der technischen Spezifikation ISO TS 15066 eingesetzt werden. Über die Sicherheitsaspekte hinaus stand bei der Konzeption dieser Roboter eine einfache Bedienbarkeit im Fokus. So ist es möglich, den Roboterarm direkt mit der Hand zu führen und mit Hilfe von Direct-Teach-Buttons am Handgelenk zu programmieren. Weitere besondere Sicherheitsfunktionen, wie z.B. FSU (Funktionale Sicherheit), das einfache Beiseiteschieben des Roboters oder der automatische Rückzug aus Klemmsituationen, zeugen im Detail von der Erfahrung eines führenden Roboterherstellers, der schon mehr als 500.000 Roboter ins Feld gebracht hat.

Die Industrieroboter der Baureihe MOTOMAN GP sind nicht nur die schnellsten ihrer Klasse, sondern auch sehr präzise und wiederholgenau. „GP“ steht für „General Purpose“ und damit für vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Aufgrund ihrer IP67-Schutzart können diese 6-Achser auch in raueren Umgebungen für Handling- und andere Automatisierungsaufgaben eingesetzt werden. Ihr schlankes Design ermöglicht es dem Manipulator, tief in Arbeitsbereiche einzutauchen, und die glatten Oberflächen erleichtern die Reinigung der GP-Roboter.

Der MotoMINI ist der kleinste echte 6-Achs-Industrieroboter auf dem Markt, mit einer Reichweite von 350 mm und einer max. Traglast von 0,5 kg. Als leichter Highspeed-Roboter verbindet der MotoMINI extrem schnelle Taktzeiten mit einer hohen Wiederholgenauigkeit von 0,02 mm. Damit eignet sich der MotoMINI ideal für das Handling kleiner Werkstücke und Bauteile, aber natürlich auch für den Montageeinsatz in kleinen Produktionsmaschinen. Durch seine kompakte Bauform lässt er sich sehr platzsparend einsetzen.

Großer Arbeitsraum, optimale Raumnutzung und vor allem hoher Durchsatz und niedrige Taktzeiten – das sind Kerneigenschaften der MOTOMAN-Palettierroboter der PL-Serie, mit der YASKAWA erneut die Branchenführerschaft übernehmen will.

Die neue Baureihe konzentriert sich zunächst auf vier Modelle im Traglastbereich zwischen 190 kg und 800 kg und Arbeitsbereichen über 3 Meter – damit wird bereits das größte Spektrum an Hochleistungs-Palettieraufgaben abgedeckt. Im Sommer 2021 wird die Reihe durch weitere Modelle komplettiert.

Eine neu abgestimmte Kinematik und Sigma7-Antriebstechnik der neuesten Generation sorgen für nochmals verbesserte Stabilität, Traglast und Zykluszeiten. Durch ihre kompakte Bauform und kleine Grundfläche bieten MOTOMAN-Palettierroboter optimale Raumnutzung für den Aufbau sehr kompakter Palettierzellen. Medienkabelpakete für Greifer können – geschützt und kollisionsfrei – am Robotersockel angeschlossen und im Inneren des Arms durch alle Achsen und das hohle Handgelenk geführt werden. Der Durchmesser der Hohlwellendurchführung ist mit 75 mm (PL190/320) bzw. 100 mm (PL500/800) optimal dimensioniert.

PL-Serie startet mit vier Modellen

Die Riege der jetzt verfügbaren Robotermodelle der PL-Serie beginnt mit dem MOTOMAN PL190. Er ermöglicht das automatische Palettieren und Depalettieren von Boxen, Kartonagen, Säcken und Getränkekisten mit einer hohen Leistung von über 1.700 Zyklen pro Stunde (abhängig von der Palettieraufgabe) – und das bei 190 kg Traglast. Die moderne Bauweise benötigt aufgrund der leistungsstarken Getriebemotoren nun keinen Gegengewicht-Balancer mehr, baut somit sehr kompakt und bietet noch mehr Stabilität und Dynamik. Mit seinem großen Arbeitsbereich von 3.159 mm erreicht der PL190 eine realistische Paletten-Stapelhöhe von über 2.600 mm. So lassen sich entweder mehrere Paletten auf großer Höhe stapeln oder es können ggf. bei Bodenmontage zusätzliche Konsolen entfallen.

Mit gleicher Kinematik und Reichweite erreicht der PL320, die Schwerlast-Variante des Roboters, eine max. Traglast von 320 kg. Das Modell ist damit ideal auch für die Palettierung schwerer Säcke oder Gebinde geeignet.

Im hohen Traglastbereich bis zu 800 kg rangieren die beiden neuen Schwerlast-Palettierer PL500 und PL800. Sie können komplette Produktlagen von einer Förderstrecke aufnehmen oder bei überzeugenden Leistungsdaten mit schweren Produkten oder Gebinden umgehen.

Steuerung, Planungstools und Programmierung

Alle Roboter der MOTOMAN PL-Serie arbeiten mit der kompakten Hochleistungssteuerung YRC1000, die eine Vielzahl von Funktionen zur Bahnplanung und Kommunikation mitbringt. Auch die synchronisierte Steuerung von Bewegungen Funktionsgreifern oder Fahrbahnen wird von der Steuerung mit übernommen. Ideal ist die Kombination mit der optionalen Funktionalen Sicherheitssteuerung (FSU) zur Absicherung und Verkleinerung kompakter Arbeitsbereiche.

Mit der einzigartigen MotoLogix-Schnittstelle können SPS-Anlagenprogrammierer den Roboter in ihrer gewohnten IEC61131-konformen SPS-Programmierumgebung gleich mit programmieren. Ein spezieller Roboterprogrammierer ist nicht mehr notwendig und die Einbindung in die SPS-Steuerung vereinfacht sich deutlich.

Die Simulationssoftware MotoSimVRC. ermöglicht die einfache Auslegung, Planung und Simulation von Palettierzellen. Die optionale YASKAWA-Palettiersoftware PalletSolver vereinfacht mit einer selbsterklärenden Bedieneroberfläche das Programmieren von Aufnahme- und Ablagemustern sowie von und Lagenbildern und bietet zahlreiche anwendungsspezifische Features wie gemischtes Palettieren oder Multi-Greifer.

Mit Achsgeschwindigkeiten bis zu 1.000 Grad/s ist der MOTOMAN GP4 vor allem eines – agil und ultra-schnell. Seine herausragende Wiederholgenauigkeit von +/-0,01 mm erlaubt dabei den Einsatz für viele automatisierte Anwendungen, die höchste Präzision bei kleinen Werkstücken erfordern – zum Beispiel das flexible Handling und Zuführen von Kleinteilen, Montage, Be- und Entladung von Maschinen oder taktzeitkritische Prüfaufgaben. Darüber hinaus zeichnet sich der kompakte Roboter durch eine kleine Aufstellfläche und durch ein attraktives Preis-Leistungs-Verhältnis aus.

Bestandteil der MOTOMAN GP-Serie

Wie seine großen Brüder der MOTOMAN GP-Serie bietet auch der jüngste Neuzugang alle Vorteile dieser Baureihe. „GP“ steht für „General Purpose“ und damit für vielfältige Einsatzmöglichkeiten. Die 6-Achser sind in der hohen Schutzklasse IP67 ausgeführt (besonders geschützt gegen Eindringen von Flüssigkeiten und Stäuben). Sie können damit unter rauen Arbeitsbedingungen eingesetzt werden und lassen sich sehr leicht reinigen. Der Roboter kann ohne Einschränkungen in beliebiger Einbaulage arbeiten, Roboterkabel lassen sich entweder seitlich oder durch den Sockel hindurch einführen. Die integrierte Medienversorgung in den Achsen optimiert den Aufbau von Greifern und sorgt für höchste Zuverlässigkeit im späteren Betrieb.

Smarte Bedienung und kompakte Hochleistungssteuerung

Gesteuert werden die Roboter der GP-Serie mit der aktuellen Hochleistungssteuerung YRC1000micro. Zum Bedienen und Programmieren kann entweder das klassische Programmierhandgerät oder das innovative Smart Pendant verwendet werden. Alternativ kann der Roboter direkt über SPS-Funktionsbausteine (MotoLogix) in eine übergeordnete Maschinensteuerung eingebunden werden. In punkto Konnektivität (I/O, Prozess und Industrie 4.0), Schnittstellen sowie Förderband-, Kamera- und Sensorikanbindung profitiert der GP4 von allen vielseitigen Eigenschaften, Tools und Optionen der kompakten YASKAWA-Standard-Robotersteuerung.

Vielseitige Einsatzmöglichkeiten im Kleinteile-Handling

Aufgrund seines geringen Platzbedarfs ist der GP4 für den Einsatz in der Elektronikindustrie besonders interessant. Auch in der Montage kleiner Präzisions-Baugruppen ist der GP4 schnellen Rundtakt-Automaten mindestens ebenbürtig. Und als 6-Achser ist er prädestiniert für moderne, flexible Pick/Place-Kleinteilezuführungen mit Vibrationsplatte und Bildverarbeitung. Nicht zuletzt durch seinen attraktiven Preis und die kompakte Baugröße ist der vielseitige 6-Achs-Roboter GP4 eine interessante Alternative zu herkömmlicher Automation mit kartesischen Bewegungssystemen.

Schnell, robust und kompakt

Die Wiederholgenauigkeit der neuen SCARA-Roboter liegt bei 0,01 mm. Typische Aufgabenbereiche sind damit zum Beispiel Montageprozesse von Kleinstteilen oder auch roboterbasiertes Picken und Packen, Dosieren und Zuführen in der verarbeitenden wie auch in der Lebensmittel-, Medizinprodukte- und Kosmetikindustrie.

Geringe Störkonturen reduzieren das Kollisionsrisiko und ermöglichen den Betrieb der Roboter auf engstem Raum. Die interne Medienführung gewährleistet zuverlässige Arbeitsabläufe und reduziert den Wartungsbedarf.

Gesteuert werden die 4-Achser mit der äußerst kompakten und leichten Steuerung MOTOMAN YRC1000micro. Leistungsfähigkeit und Funktionen der Steuerung wurden speziell für Pick & Place- und Handling-Anwendungen optimiert. Neben den üblichen Funktionalitäten bietet die YRC1000micro einfache Anschlussmöglichkeiten für externe Hardware sowie extrem schnelle und hochgenaue Motion Controller. Darüber hinaus ist sie mit einer optionalen „Functional Safety“-Funktion kompatibel, über die sich Arbeitsbereich und Geschwindigkeit sicher überwachen und begrenzen lassen.

Erfolg ist die Leistung von Menschen!

Seit bald 30 Jahren bietet YASKAWA professionell Schulungen an, in den letzten Jahren vereint für alle Produktbereiche der YASKAWA-Gruppe. Die Schulungen aus den Sparten Roboter-, Antriebs- und Steuerungstechnik wurden neu gegliedert, um dem Kunde eine einfachere Auswahl zu bieten. Das Thema Sicherheitstechnik steht immer mehr im Focus und wurde daher deutlicher positioniert.

Das modular aufgebaute Kursprogramm bietet in vielen Anwendungen und für jeden Kenntnisstand die richtige Schulung.

Viele Teilnehmer loben das ausgewogenes Konzept, welches neben den theoretischen Kursteilen die praktische Anwendung in den Vordergrund rückt. So stellt YASKAWA ein effizientes und praxisnahes Lernen sicher und können gewährleisten, dass das erlernte Wissen nach Rückkehr ins Unternehmen direkt angewendet werden kann.

Das Academy-Trainerteam ist durch permanente Fortbildungen immer auf dem aktuellsten Wissensstand der Automatisierungstechnologie.

Ergänzend zu Präsenztrainings hat YASKAWA nun ein E-Learning-Programm gestartet, welches begleitend oder ergänzend Ihr Wissen auffrischt, vervollständigt und festigt.

Vollautomatisches Schweißen kleiner Losgrößen

MAHA zählt zu den Weltmarktführern in der Werkstatt- und Kraftfahrzeugprüfausrüstung. Das 1969 von Winfried Rauch im Allgäu gegründete Unternehmen entwickelte sich rasch zum Global Player, der heute über 1.200 Mitarbeiter weltweit beschäftigt und mit 150 Vertretungen sowie 17 eigenen Niederlassungen international präsent ist.

Am heimischen Standort Haldenwang produzieren rund 750 Beschäftigte die komplette Bandbreite an Werkstattausrüstung von Prüfständen über Fahrzeug-Hebebühnen bis hin zu diversen Prüfgeräten für Pkw, Nutzfahrzeuge, Motorräder und Spezialfahrzeuge. Werkstätten und Prüforganisationen in aller Welt schätzen die überlegene Qualität der Produkte, die sich durch Langlebigkeit und Zuverlässigkeit auszeichnen.

Kleine Losgrößen zwischen 10 und 100

Was dieses Qualitätsversprechen für die Produktion bedeutet, bringt Erich Schmölz, Abteilungsleiter Roboterschweißen bei MAHA, auf den Punkt: „Wir müssen auf der Roboteranlage Schweißbaugruppen in kleinen Losgrößen und in absolut reproduzierbarer Qualität schweißen. Bei unseren Hebebühnen beispielsweise, die wir im LKW-Bereich mit einer maximalen Traglast von bis zu 60 Tonnen anbieten, hängen Menschenleben von der korrekten Ausführung der Schweißnähte ab. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die Schweißergebnisse, die je nach Relevanz entsprechenden Qualitätsprüfungen unterzogen werden.“

Höchste Qualität bei gleichzeitig maximaler Flexibilität – diese Quadratur des Kreises gelingt MAHA mit einer wegweisenden Roboterschweißanlage, die die Schweißexperten von YASKAWA in enger Abstimmung mit den MAHA-Verantwortlichen schlüsselfertig projektiert, realisiert und in Haldenwang in Betrieb genommen haben.

Roboterschweißanlage schlüsselfertig konzipiert und realisiert

„Die komplette Zelle besteht überwiegend aus Standardkomponenten von YASKAWA, wobei der sechsachsige Hochgeschwindigkeits-Schweißroboter MOTOMAN MA2010 mit der DX200 Steuerung und der Fünfachs-Servopositionierer R2C mit seinen zwei Stationen für simultanes Schweißen und hauptzeitparalleles Bestücken die eigentlichen Flexibilitätsgaranten darstellen“ betont YASKAWA-Salesmanager Roland Hermann.

Was auffällt beim Blick auf die Zelle, ist die um etwa 15 Grad geneigte Anordnung des Positionierers, die es dem Bediener erlaubt, die Teile auf der Beladeseite möglichst einfach und ergonomisch einlegen und spannen zu können. Auch der Wechsel der Vorrichtungen – so heißen die Aufnahmen für die entsprechenden Teilevarianten – wird durch diesen konstruktiven Kniff erleichtert, was die Umrüstzeiten auf fünf bis zehn Minuten schrumpfen lässt.

Dreht der Positionierer um 180 Grad in den Arbeitsbereich, führt die Neigung dort zu einer erhöhten Arbeitsposition für den Schweißroboter, der deshalb auf einem Sockel montiert ist. Weiterer Vorteil dieser Position ist die hervorragende Zugänglichkeit des Roboters. Insgesamt erlauben die fünf NC-Achsen des R2C-Positioniers und die sechs Achsen des Roboters, die die DX200 Steuerung vorbildlich synchronisiert, eine stets perfekte Schweißposition in Wannenlage.

Offline Programmierung steigert Produktivität

Was Schweißfachmann Schmölz besonders schätzt an der Anlage, ist die Möglichkeit der Offline-Programmierung: „Über die CAD-Daten können wir jede Schweißbaugruppe hauptzeitparallel offline programmieren, Schweißzeiten exakt berechnen, Fügefolgen im Sinne des geringsten Verzugs festlegen, Kollisionen vermeiden und vieles mehr. Die Offline-Programmierung führt gerade bei unseren Einsatzbedingungen mit vielen Kleinteilen zu signifikanten Produktivitätssteigerungen.“

Oftmals werden auf der Anlage zwei unterschiedliche Baugruppen im Wechsel geschweißt – mit dem 2-Stationen-Positionierer ist auch das kein Problem. Es ist lediglich darauf zu achten, dass die Einlegezeiten kürzer als die Schweißzeiten sind, denn Stillstandszeiten des Roboters sind bei MAHA so gar nicht gefragt. Deshalb hat man sich auch für den MOTOMAN MA2010 entschieden. Der Sechsachser ist als unverwüstlich bekannt und verrichtet seine Arbeit auch im Schichtbetrieb rund um die Uhr immer mit der erforderlichen Bahngenauigkeit. Die Maschine liefert prozesssichere Schweißergebnisse Teil für Teil ohne jede Abweichung von den vorgegebenen Toleranzen. Dabei geht der schlanke Roboter dynamisch ans Werk und sorgt so für einen maximalen Output. Seine Reichweite beträgt bei 10 kg Traglast beachtliche 2010 mm.

Zuverlässigkeit und Know-how begünstigen Entscheidung

Natürlich haben sich die MAHA-Verantwortlichen vor der Investition in diese Anlage auch bei anderen Herstellern umgesehen, sind dann aber doch wieder bei YASKAWA gelandet. Ein Grund dafür ist sicherlich der Tatsache geschuldet, dass im Werk Haldenwang MOTOMAN Schweißroboter im Einsatz sind, die bereits seit 22 Jahren zuverlässig ihren Dienst versehen.

Aber neben diesem beeindruckenden Qualitätsbeweis sprachen viele weitere Gründe für YASKAWA. Die Wichtigsten darunter bringt Erich Schmölz auf den Punkt: „YASKAWA hat unglaublich viel Erfahrung und kann Schweißanlagen exakt nach Kundenwunsch schlüsselfertig konzipieren und unter Verwendung vieler eigener Standardkomponenten realisieren. Von diesem Know-how profitieren wir ebenso wie vom vorbildlichen Service und der sprichwörtlichen Zuverlässigkeit.“ Da dürfen die reibungslose Integration der Schweißanlage in die Produktion sowie der seither störungsfreie Betrieb als normal gelten.

Top-Performance zieht weitere Investition nach sich

Auch die Bediener der Anlage sind von deren Performance begeistert. Sie schätzen vor allem die hervorragende Zugänglichkeit des großzügig gestalteten Einlegebereichs der Anlage, der über Bodenscanner, Lichtschranken und Schutzgitter abgesichert ist. Hier ist Platz genug, um Teile mit dem Hubwagen oder dem Gabelstapler bereitstellen zu können. Auch die einfache und komfortable Bedienung der Anlage erleichtert die tägliche Arbeit. Dazu gehört auch ein erweiterter Blendschutz am Positionierer, durch den sich ein komplett geschlossener Schweißbereich ergibt. Hier sorgt eine leistungsfähige Schweißrauch-Absauganlage dafür, dass die Hallenluft unbelastet bleibt.

Alles in allem haben sich die hohen MAHA-Erwartungen an die Anlage im Praxisalltag uneingeschränkt erfüllt. „Mit dieser Anlage ist es uns gelungen, unser vorrangiges Ziel, die Flexibilität von Schweißprozessen mit kleinen Losgrößen signifikant zu erhöhen, perfekt umzusetzen. Die Produktivität der Anlage ist somit trotz eines immensen Teilespektrums auf Topniveau, weshalb die Planungen für eine zweite, baugleiche Anlage bereits weit fortgeschritten sind“, resümiert Erich Schmölz.

Lösung für Losgröße 1

Im idyllischen Schwarzwald im Jahre 1923 als Kleinbetrieb gegründet, gelang Arburg ein spektakulärer Aufstieg zu einem der weltweit führenden Maschinenhersteller für die Kunststoffverarbeitung. Das Familienunternehmen zählt aktuell rund 3.200 Beschäftigte weltweit und noch immer wird ausschließlich in Loßburg gefertigt – mittlerweile auf über 170.000 Quadratmeter Fläche und in überaus hoher Fertigungstiefe von rund 60 Prozent.   

Die qualitativ hochwertigen Allrounder-Spritzgießmaschinen mit hydraulischer, hybrider, elektrischer oder vertikaler Spritzgießtechnik sind sehr gefragt. Eine Exportquote von circa 70 Prozent unterstreicht die internationale Wertschätzung, die diese Maschinen genießen. So innovativ wie die Allrounder selbst gibt sich auch die Automatisierungstechnik, mit der diese produziert werden.

Eine Roboterschweißzelle der Extraklasse

Ein Musterbeispiel für die state-of-the-art-Produktionstechnik bei Arburg findet sich in der Blechfertigung. Hier entstehen die tonnenschweren Maschinenständer für die Spritzgießmaschinen in allen erdenklichen Ausführungen. Die fertigungstechnischen Besonderheiten dabei bringt Wolfgang John, Abteilungsleiter Spanlose Fertigung, auf den Punkt: „Wir produzieren hier ausschließlich kundenauftragsbezogen, was bei dem breiten Spektrum und der Modularität unserer Spritzgießmaschinen oftmals Losgröße 1 bedeutet. Dafür benötigen wir eine Roboterschweißzelle mit maximaler Flexibilität, bei der Offline-Programmierung, höchste Verfügbarkeit und Prozesssicherheit sowie Schweißergebnisse erster Güte unabdingbar sind.“

Die Schweißspezialisten von YAKAWA Europe machten hier das Rennen. Und was diese in enger Zusammenarbeit mit den Arburg-Verantwortlichen in Loßburg installiert haben, kann sich sehen lassen: Auf engstem Raum präsentiert sich eine rund 11 Meter lange und 4,5 Meter breite High-Tech-Schweißzelle, an deren X-Y-Z-Portal ein MOTOMAN MA2010 Sechsachser hängend montiert ist. Zwei Sonderdrehpositionierer nehmen über entsprechende Vorrichtungsträger die vorgehefteten, bis zu 5.500 Millimeter langen und drei Tonnen schweren Maschinenständer auf, die dann vom Schweißroboter in perfekter Wannenlage MAG-geschweißt werden.

Bis zu 100 Meter Schweißnaht pro Bauteil

Alle Maschinenständer sind aus dem Blechwerkstoff S235, wobei die Materialstärken zwischen fünf und acht Millimeter modellbedingt variieren. Eine 500 Ampere Schweißquelle von Lorch sowie ein wassergekühlter Schweißbrenner garantieren in Verbindung mit dem bahngenauen und dynamischen MOTOMAN Roboter hohe Schweißgeschwindigkeiten bei gleichzeitig erstklassiger Nahtqualität: „Wir ziehen pro Bauteil Schweißnähte von bis zu 100 Metern. Da sind wir auf Effizienz und reproduzierbare Qualität angewiesen. Denn die Schweißnähte müssen nicht nur optischen Ansprüchen genügen, sondern vor allem auch bei Behältern für Hydrauliköl dauerhaft dicht sein“, verrät Wolfgang John.

Tatsächlich kann man in der Praxis nur staunen, wie dynamisch der schlanke Schweißroboter mit seinem innenliegenden Schlauchpaket zu Werke geht. Selbst in Ecken oder bei engen Radien muss der MA2010 seine Schweißgeschwindigkeit kaum herabsetzen. Weitgehend spritzerfreies Schweißen kündet von der sicheren Beherrschung des Prozesses. Die Synchronisation der insgesamt elf NC-gesteuerten Achsen – sechs vom Roboter, drei vom Portal und zwei vom Positionierer – übernimmt die DX200 Steuerung mit gewohnter Souveränität.

Herausforderung Losgröße 1

Die größte Herausforderung an der Anlage sind aber die geringen Losgrößen, die immer mehr in Richtung 1 tendieren. Doch im Kampf gegen unproduktive Rüstzeiten zeigt man sich gut gewappnet, wie der Arburg-Gruppenleiter elektrische Betriebsmittelkonstruktion Martin Braun versichert: „Wir setzen konsequent auf die Möglichkeiten der Offline-Programmierung. Zudem haben wir viel Kreativität in die Konstruktion eines intelligenten Vorrichtungsträgers mit hochflexiblem Spannsystem investiert, der es uns erlaubt, alle Maschinenständervarianten mit wenigen Handgriffen innerhalb Minuten sicher zu spannen. Nur so können wir die Herausforderung Losgröße 1 bewältigen.“

Offline Programmierung macht das Unmögliche möglich

Für die Programmierung neuer Bauteile am Rechner kommt bei Arburg das vollumfängliche Offline-Programmiersystem MotoSim von YASKAWA zum Einsatz, von dem sich die Bediener begeistert zeigen. Dieses System erlaubt eine realistische 3D-Simulation, indem es das gleiche kinematische Modell wie die DX200 Robotersteuerung verwendet. Auch die Programmiersprache ist identisch, was es ermöglicht, Schweißprogramme komplett offline zu entwickeln. „Mit MotoSim verkürzen wir die Programmierzeiten erheblich und reduzieren den Aufwand für das finale Teachen an der Anlage um rund 80 bis 85 Prozent“, so Martin Braun.

Derzeit sind nahezu 100 Maschinenständer-Varianten im Speicher der Steuerung hinterlegt, weitere werden folgen. Nach der Umrüstung von einem Bauteil auf das nächste muss der Bediener nur das passende Programm anwählen und der Roboter spult sein Schweißprogramm ab. Um dabei höchste Sicherheit zu gewährleisten, ist die Schweißzelle mit jeder Menge Sensorik und speziellen Messmitteln zur Sicherstellung der Anlagengeometrie ausgestattet. So lässt sich jede einzelne Achse des Roboters durch Anfahren spezieller Kalibrierpunkte einzeln vermessen und natürlich ist auch das sichere Aufspannen der tonnenschweren Bauteile sensorisch überwacht. Industrie 4.0 lässt grüßen.

Partnerschaftliche Zusammenarbeit als Erfolgsgarant

Das über Jahrzehnte gewachsene Know-how der Arburg-Mannschaft trug entscheidend zur schnellen und unkomplizierten Inbetriebnahme der Anlage bei. Auch im laufenden Betrieb kommen die robotikerfahrenen Spezialisten aus dem Schwarzwald bestens mit der Schweißzelle zurecht, zudem sind Roboter und Komponenten des japanischen Anbieters für ihre Zuverlässigkeit bekannt. Da wundert es nicht, dass die Anlage seit Inbetriebnahme im August 2019 zuverlässig ihren Dienst versieht und die hohen Erwartungen erfüllt.

Selbst wenn der Bedarf an externen Serviceleistungen auch langfristig überschaubar bleiben wird – bei Arburg verfügt man über eine hervorragend aufgestellte Instandhaltungsmannschaft – liegt den Schwarzwäldern das partnerschaftliche Verhältnis zu ihren Lieferanten besonders am Herzen: „Wir setzen seit vielen Jahren YASKAWA ein und wir wissen um die Qualität der Produkte. Wir wissen aber auch, dass wir uns im Notfall auf die Unterstützung durch YASKAWA verlassen könnten. Und das zählt“, so Wolfgang John abschließend.

Volle Flexibilität bei voller Geschwindigkeit

Bei der Segbert GmbH & Co. KG mit Sitz in Ahaus nahe der holländischen Grenze dreht sich alles um das Handling von Papier und Pappe. Und damit um ein „ziemlich schwieriges Produkt“, wie Geschäftsführer Klaus Segbert die generelle Herausforderung in der Druck- und Verpackungsindustrie beschreibt. Das 1968 gegründete Unternehmen begegnet den branchenspezifischen Aufgabenstellungen mit intelligenten Konzepten und Lösungen, insbesondere zum automatisierten Stapeln und Palettieren von losen Paketen und Verpackungsstücken.

Neue Kernmärkte fordern kompakte, flexible Anlagen

Der Schwerpunkt der Ahauser lag bisher auf großen Lagen-Palettierern, von denen weltweit über 300 vor allem in Druckereien und anderen Betrieben der grafischen Industrie zum Einsatz kommen. Doch haben die Verantwortlichen bei Segbert längst neue Kernmärkte im Blick, etwa die Kosmetik- und die Süßwarenindustrie. Diese Kundensegmente haben naturgemäß ganz andere Anforderungen: „In vielen Supermärkten werden Produkte heute direkt von der Palette verkauft. Die Verpackungsformen sind entsprechend vielfältig bis hin zu runden und oben offenen Gebinden“, nennt Klaus Segbert als Beispiele und stellt fest: „Mit einem klassischen Lagen-Palettierer lässt sich das nicht darstellen.“ Gefragt seien vielmehr kompakte, flexible und einfach verfahrbare End-of-Line-Anlagen.

Vor diesem Hintergrund machte man sich bei Segbert auf die Suche nach geeigneten Lösungen. Schnell stand fest, dass Knickarmroboter dabei eine wichtige Rolle spielen würden. Allerdings standen Klaus Segbert und seine Kollegen vor einem generellen Problem: Ein Cobot, der eine direkte Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) erlaubt, bietet eine hohe Flexibilität und ermöglicht eine kompakte Konstruktion, erreicht aber nicht die gewünschten Geschwindigkeiten. Ein klassischer Industrieroboter kann hingegen hohe Taktzahlen leisten, benötigt aber durch die erforderlichen Schutzeinrichtungen mehr Platz und ist auch weniger flexibel.

„Wir wollten auf jeden Fall mehr bieten, nämlich volle Flexibilität bei voller Geschwindigkeit“, bringt Klaus Segbert die zentrale Anforderung auf den Punkt. „Für unser Konzept war das letztlich entscheidend, denn damit heben wir uns vom Wettbewerb ab.“ Nach einer umfassenden Marktanalyse fiel die Entscheidung deshalb auf das Robotermodell MOTOMAN HC10 von YASKAWA.

MRK-fähiger Hybridroboter

Die MOTOMAN HC-Serie (Human Collaborative) steht für MRK-fähige Hybridroboter. Dabei handelt es sich um vollwertige Industrieroboter, die einerseits mit hoher Geschwindigkeit arbeiten können, aber auf sicher reduzierte Geschwindigkeit zurückfallen, sobald sich der Mensch unmittelbar im Arbeitsraum befindet. Mit externen Sicherheitssensoren, wie etwa Laserscannern, lässt sich eine solche Bereichsüberwachung umsetzen. Im Industriemodus, wenn also kein Mensch gefährdet wird, erreicht der Roboter Höchstgeschwindigkeiten von bis zu 1 m/s.

Der Hybridmodus, d. h. der Wechsel zwischen Kollaborations- und Industriemodus, gewährleistet eine maximale Wirtschaftlichkeit bei minimaler Aufstellfläche. Besonders vorteilhaft ist das bei der Integration in Anlagen, wo besonders wenig Platz vorhanden ist und der Einsatz von Zäunen schwierig wäre.

Die geforderte Sicherheit im direkten Kontakt mit dem Bediener gewährleistet der MOTOMAN HC10 durch sechs integrierte Momentensensoren, die eine flexible Interaktion zwischen dem Roboter und seiner Umgebung ermöglichen. Sie überwachen auftretende externe Kräfte und gewährleisten somit höchste Sicherheit während der direkten Mensch-Roboter-Kollaboration. Aus Sicht der deutschen und europäischen Sicherheitsnormen kann der MOTOMAN HC10 als Roboter mit Leistungs- und Kraftbegrenzung in der 4. Kollaborationsart gemäß der technischen Spezifikation ISO TS15066 eingesetzt werden.

Cobot-Palettierer/Depalettierer CPA-10

Damit war der MOTOMAN HC10 auch für die aktuelle Neuentwicklung von Segbert prädestiniert: den Palettierer/Depalettierer CPA-10. Die kompakte Anlage ermöglicht das dynamische Palettieren und Depalettieren auf bis zu zwei Paletten. Als semiautomatisches System läuft sie dabei normalerweise im schnellen Industriemodus. Wenn sich eine Person nähert, erfolgt automatisch die Umschaltung auf den Kollaborationsmodus.

In der aktuellen Version ist der CPA-10 ausgelegt für Produkte wie Kartons, Boxen oder andere feste Gebinde, die mit einem MRK-Vakuumsauger gegriffen werden können. In der Ausführung ohne Schutzmaßnahmen bzw. im rein kollaborativen Betrieb können dabei sechs Produkte pro Minute palettiert oder depalettiert werden. Ausgerüstet mit einer Sicherheitseinrichtung, sind im Industriemodus bis zu 11 Produkte möglich. Als Alternative zu Laserscannern oder Trittmatten hat Segbert dafür auch einen flexiblen, komplett mit der Anlage verfahrbaren Schutzzaun entwickelt. Auch mit Schutzzaun bleibt die Anlage weiterhin einfach verfahrbar.

Die maximale Netto-Traglast liegt bei 9 kg. Der Roboter sitzt auf einer verfahrbaren höhenverstellbaren Konsole, die als 7. Achse in die Steuerung integriert ist. Die maximale Reichweite des Manipulators liegt bei 1.200 mm und ist damit für Europaletten optimal geeignet. Die Bedienung der Anlage erfolgt flexibel und intuitiv über das von Segbert entwickelte 3D-Lagenprogramm RobAdmin Basic bzw. Pro. Per Algorithmus berechnet die Software automatisch das ideale Lagenbild für den Roboter. Zusätzlich ist eine Produktmanagement-Software integriert.

Gesteuert wird der Roboter durch eine Hochleistungssteuerung MOTOMAN YRC1000micro, die über offene Schnittstellen mit den Programmen und der Anlagensteuerung kommuniziert. Dieser ausgesprochen kompakte Controller mit einem Schrankvolumen von nur 30 Litern erlaubt eine optimale Raumausnutzung. Ergonomisch und übersichtlich präsentiert sich das Programmierhandgerät der YRC1000micro-Steuerung, das mit nur 730 g das leichteste seiner Kategorie ist. Der Touchscreen ermöglicht eine intuitive Bedienung und damit einfaches Bewegen und Scrollen mit dem Cursor. Zusätzlich ist es auch möglich, den Roboterarm direkt mit der Hand zu führen und zu programmieren (Direct Teach, DT).

Erste Praxiserfahrungen und Ausblick

Im Januar 2021 wurden die ersten CPA-10-Prototypen ausgeliefert. Erste Kunden-Feedbacks zeigen, dass der Einsatz eines MRK-fähigen Hybridroboters genau ihren Bedarf trifft: „Etwa in der Hälfte der Betriebszeit nutzen die bisherigen Anwender die Anlage im Industriemodus und in der anderen Hälfte im MRK-Betrieb“, berichtet Klaus Segbert über die ersten, durchweg positiven Praxiserfahrungen.

Doch auf diesem Erfolg ruhen sie sich bei Segbert natürlich nicht aus: Aktuell sind weitere MRK-fähige Werkzeuge, z. B. ein Gabelgreifer für offene, nicht saugfähige Kartons, in Arbeit. Und auch eine neue Version CPA-20 mit einem größeren MOTOMAN HC20-Roboter und doppelter Tragkraft ist bereits geplant. Damit wird das Erfolgsrezept auch für eine Vermarktung außerhalb Europas interessant, wo größere Paletten üblich sind.

Schweißnähte perfekt in Form gebracht

Bis zu zwölf Tonnen wiegen die Bandagen, mit denen die mobilen Maschinen von Bomag den Untergrund für den Straßenbau verdichten und dabei durch Vibration unterstützt werden. In diesem anspruchsvollen Bereich der Baumaschinentechnik ist das Unternehmen mit Hauptsitz in Boppard am Rhein Weltmarktführer und hat 2013 ein neues Werk für die Bandagenfertigung der Walzenzüge in Betrieb genommen.

Hier werden die bis zu 60 mm starken Mantelbleche – die teilweise aus extrem verschleißfesten Hardox-Stählen bestehen – zunächst gerundet, wobei Biegekräfte von bis zu 6.000 Tonnen erforderlich sind. Dann folgt das vollständig automatisierte Schweißen der Längsnaht sowie der Tellerscheiben, d.h. der Seitenteile der Bandagen. Anschließend muss die Längsnaht auf der Bandage mit hoher Präzision verputzt werden. Denn jede noch so geringe Unrundheit würde die Qualität des Planums – das ist der Fachbegriff für den Unterbau der Asphaltschicht – beeinträchtigen.

Gesucht: Alternative zum Längsnahtfräsen

Ursprünglich übernahm eine Längsnahtfräsmaschine diese Aufgabe. Sie fräste die Überstände der Schweißnaht in einer linearen Bewegung ab und verursachte dabei sowohl Lärm als auch große Staubentwicklung. Außerdem entsprach die Genauigkeit des Prozesses nicht den Ansprüchen von Bomag.

Deshalb suchten die Verantwortlichen von Bomag nach einer Alternative zum Fräsen und schauten sich dabei auch in der Robotik um. Denn viele Prozesse der Bandagenfertigung – bis hin zum Materialtransport per Schwerlast-FTS – sind bereits automatisiert.  

Der Kontakt zu dem Unternehmen, das die Lösung schließlich entwickelte und umsetzte, kam eher zufällig zustande: Harald Aßmann, Teamleiter der Bandagenfabrik, folgte der Einladung zu einer YASKAWA-Hausmesse und informierte sich dort über die Möglichkeiten des robotergestützten Schleifens. Die Informationen waren überzeugend: „Wir haben mehrere Projektbeispiele von Schleifrobotern kennengelernt. Das hat uns gezeigt: YASKAWA ist der richtige Partner.“

Erster Schritt: Vermessen der Schweißnaht

Nach intensiver Projektarbeit installierte YASKAWA in der Bomag-Bandagenfertigung eine komplett eingehauste Anlage, in der die Bandage per Kran auf einer ebenfalls von YASKAWA gefertigten drehbaren Vorrichtung abgelegt wird, wobei sich die Schweißnaht in „12:00 Uhr-Position“ befinden muss.

Der Bediener startet das Programm und schließt die Einhausung. In der Zwischenzeit hat der Roboter, ein großer, sechsachsiger MOTOMAN MH180, bereits ein Lasermessgerät aus dem Werkzeugwechsler entnommen und vermisst im ersten Schritt die Schweißnaht sehr genau. Dabei verfährt der Roboter nicht linear, sondern in einer Pendelbewegung entlang der Kontur der Bandage, um die Schweißnaht dreidimensional zu erfassen.

Zweiter und dritter Schritt: Schleifen von Längsnaht und Seitenscheibe

Die Daten, die das Messgerät generiert, bilden die Basis für den nachfolgenden Bearbeitungsschritt. Der Roboter wechselt auf einen Bandschleifer und fährt damit zehn- bis zwölfmal über die Schweißnaht. Die Stromaufnahme des Roboters dient dabei als Parameter für die Bearbeitungsqualität: Wenn genug Material abgetragen ist, muss das Schleifwerkzeug weniger Druck aufbringen und der Bearbeitungsvorgang kann beendet werden. Auch am Ansatz, d.h. an den Kanten der Bandagen, wird Material abgetragen.

Auch beim Schleifen vollzieht der MOTOMAN MH180 eine nichtlineare Bewegung, um die komplette Kontur der Schweißnaht zu bearbeiten. Zusätzlich dreht sich auch die Vorrichtung. Harald Aßmann: „So sparen wir Platz: Der Roboter hat zwar eine sehr große Reichweite, kann aber dennoch bei großen Bandagen nicht die gesamte Länge abdecken.“

Die Drehbewegung wird auch für den dritten Arbeitsschritt benötigt. Hier legt der kräftige Roboter den Bandschleifer ab und verputzt mit einem Orbitalschleifer die Schweißnaht, mit der die Seitenscheiben und der Außenmantel der Bandage verbunden sind. Das Ergebnis des robotergestützten Verputzens in drei Schritten ist eine tadellos ebene Schweißnaht, die sich perfekt in die Rundung der Bandage einfügt, und eine saubere Verbindung von Seitenscheibe und Bandage.

Zu den Besonderheiten des „Verputzroboters“, wie er bei Bomag genannt wird, gehört die durch einen Deckel geschützte Werkzeugablage, die nur beim Wechseln selbsttätig öffnet. So bleiben die Werkzeuge sauber. Den MOTOMAN MH180 selbst schützt eine Ummantelung vor Staub und Funkenflug – eine reine Vorsichtsmaßnahme, denn die leistungsfähige Absaugung zieht nahezu alle Funken ab.

Verputzen ohne Zeitverlust – mit hoher Flexibilität

Vorteilhaft aus Sicht der Produktivität: Der Arbeitsschritt findet ohne Zeitverlust statt. Harald Aßmann: „Das Verputzen erfolgt parallel zum Einbringen der Bohrungen in die Seitenscheiben.“ Und flexibel ist die Anlage, die seit rund sechs Monaten läuft, auch. Dennis Anton, für die Programmierung des Verputzroboters zuständig: „Wir haben inzwischen Programme für knapp 40 Bandagentypen mit Durchmessern bis zu über zwei Metern und verschiedensten Längen geschrieben.“

Mit dem Projektverlauf sind die Bomag-Verantwortlichen ebenfalls zufrieden. Kleine „Sonderwünsche“ wurden noch vor Ort berücksichtigt. So hat Dennis Anton angeregt, dass die vorhandene Pneumatikleitung im Roboter dazu benutzt wird, um im letzten Arbeitsgang Schweißperlen und Schleifrückstände aus der Innenseite der Bandage auszublasen.

Alles in allem ist der neue Roboter aus Sicht von Bomag ein beispielhaftes Automatisierungsprojekt. Harald Aßmann abschließend: „Wir haben die Effektivität gesteigert, weil die Kollegen nicht mehr manuell nachschleifen und verputzen müssen. Das reduziert auch die körperliche Belastung der Mitarbeiter, die sich in dieser Zeit anspruchsvolleren Aufgaben widmen können.“ Und in der gesamten Bandagenfabrik wurden die Lärm- und Staubemissionen gesenkt.  

Zahn für Zahn schnell, reproduzierbar und zeichnungskonform

Ob Stirn-, Kegel- oder tonnenschwere Planetenräder für Windkraftgetriebe, mit ihren komplexen Geometrien stellen Zahnräder bei der Fertigung hohe Anforderungen im Produktionsalltag. Das gilt in besonderem Maße auch für das Entgraten und Anfasen der Zahn- und Werkstückkanten. Dieser Prozessschritt ist deshalb nur schwierig und aufwändig zu automatisieren, beispielsweise durch CNC-Bearbeitungsmaschinen. Im Umkehrschuss bedeutet das: In den allermeisten Fällen werden Verzahnungsbauteile noch immer von Hand entgratet. Dieses Verfahren ist naturgemäß personal-, zeit- und kostenintensiv sowie mit einer hohen körperlichen Arbeitsplatzbelastung verbunden. Aber nicht nur das: Eine rein händische Bearbeitung ist ein stochastischer Prozess. D. h. die Ergebnisse unterliegen immer einer gewissen Streuung. Werkstückkanten lassen sich somit nicht dauerhaft exakt und reproduzierbar definieren. Zudem ist das Werkstück für den Bearbeiter nie von allen Seiten aus gleich gut zugänglich.

Roboterbasierte Alternative

Eine wirtschaftliche und effiziente Alternative zum Entgraten per Hand oder CNC-Maschine bietet der Einsatz von Industrierobotern. Mit der RZE (Roboter Zelle Entgraten) hat Klaaßen Technologie GmbH 2020 nach dreijähriger Entwicklungszeit eine solche Lösung vorgestellt. Die Anlage kombiniert eine intelligente Software mit einem ausgefeilten taktilen Messverfahren und einem leistungsfähigen Roboter. Zusatzfunktionen wie ein Doppeltischkonzept oder ein automatischer Werkzeugwechsel runden das Anwendungsspektrum ab.

Im Ergebnis gewährleistet die RZE als wiederholgenaues (deterministisches) Verfahren eine ausgezeichnete, gleichbleibende Entgratequalität bei kurzen Taktzeiten und damit eine hohe Produktivität. Gleichzeitig bietet die Zelle eine breit gefächerte Variabilität in Bezug auf Werkstückgrößen und -formen: Sowohl festgelegte als auch individuell programmierbare Suchmuster zur Erfassung der jeweiligen Entgrategeometrie sind verfügbar bzw. möglich, z. B. für Stirnräder, Innen- oder Palloidverzahnungen etc. Als weitere Besonderheit ist die RZE dank einer einfachen Variablensteuerung konsequent einfach zu bedienen und zu programmieren. Spezielle CAM- oder Teach-In-Prozesse sind nicht notwendig, sodass die Bedienung nur geringe Anforderungen an das ausführende Personal stellt. Die bisher mit der Entgratung betrauten Mitarbeiter können also problemlos auch die neue Zelle bedienen.

Die Intelligenz der Zelle sitzt in der grafisch gestützten HMI-Steuerung, wobei diese auf die Robotersteuerung zurückgreift: Der Roboter vermisst zuerst das Bauteil, teacht sich dann selbstständig ein und startet automatisch den Entgrate- oder Polierprozess. Er sucht sich also selbstständig die relevante Kontur und entscheidet auch eigenständig über die Kurvenführung am Werkzeug. Oder wie es Thomas Damm, Geschäftsführer von Klaaßen Technologie, ausdrückt: „Der Roboter schreibt sich selbst sein Programm.“

Roboter als zentrale Komponente

Was sich hier so einfach anhört, ist sowohl steuerungs- als auch robotertechnisch alles andere als trivial. Vor diesem Hintergrund entschieden sich die Verantwortlichen von Klaaßen Technologie für MOTOMAN-Roboter von YASKAWA.

Dafür sprach zunächst einmal die Robotersteuerung MOTOMAN YRC1000, wie Thomas Damm erklärt: „Dieser vielseitige und leistungsstarke Steuerungstyp bietet viele Möglichkeiten, die uns bei der Realisierung unseres Konzepts sehr entgegenkommen – insbesondere eine große Anzahl an Variablen, die wir auch fast vollständig ausschöpfen. Gleichzeitig ist die YRC1000 auf eine hohe Bahngenauigkeit und eine schnelle und präzise Beschleunigung des Roboterarms ausgelegt.“ Außerdem ist die Steuerung ausgesprochen kompakt und benötigt deshalb nur wenig Platz innerhalb der Zelle.

Aber auch die Hardware der MOTOMAN-Roboter hat Thomas Damm überzeugt. Neben ihrer Positioniergenauigkeit und der Flexibilität der Roboter nennt er noch einen weiteren Grund dafür: „Aus meiner langjährigen Erfahrung im Umgang mit Robotern kann ich mit Überzeugung behaupten, dass MOTOMAN-Roboter zu den widerstandsfähigsten und mechanisch verlässlichsten Systemen am Markt zählen. Das ist einfach gute japanische Maschinenbau-Qualität.“

Und nicht zuletzt lobt der Automatisierungsprofi die enge Partnerschaft mit dem Hersteller: „YASKAWA hat uns bei der Entwicklungsarbeit für die RZE von Anfang perfekt begleitet und hat uns häufig weitergebracht.“

Lösungen von groß bis klein

Der Durchmesser der zu entgratenden Zahnräder entscheidet naturgemäß nicht nur über die Abmessungen der Zelle, sondern auch über die Spezifikation des Roboters. Da die Potenziale der RZE bei großen Werkstücken besonders signifikant sind, wurden in diesem Bereich auch die ersten Praxisanwendungen realisiert. So arbeitet beispielsweise eine RZE 15 (ausgelegt für Durchmesser bis 1,5 m) bereits erfolgreich bei einem großen Lohnfertigungsbetrieb für Windkraftkomponenten.

Bei solchen größer dimensionierten Anlagen setzt Klaaßen Technologie einen Handlingroboter MOTOMAN MH50 mit 50 kg Tragkraft ein. Die 6-Achsroboter der Baureihe verbinden auf kleinem Raum eine hohe Traglast mit einer präzisen Arbeitsgenauigkeit und das bei einer Wiederholgenauigkeit von ≤ 0,2 mm und kurzen Zykluszeiten. Dank eines neuartigen Vibrationskontrollsystems können die Achsgeschwindigkeit und die Eigensteifigkeit ihrer Getriebe dazu genutzt werden, eine besonders hohe Beschleunigung bei kurzen Bewegungen zu erzielen.

Aber auch für kleinere Werkstücke bietet die RZE interessante Perspektiven, wie dieses aktuelle Beispiel zeigt: Die F.J. Derichs Maschinenbau GmbH & Co. KG in Erkelenz fertigt seit 1967 Zahnräder für sämtliche Industriebereiche vom Messritzel bis hin zu Schwerstantrieben. Dabei nutzt das Traditionsunternehmen als erster Kunde überhaupt eine weitere, kleinere Ausführung der RZE.

Dort übernimmt ein kompakter MOTOMAN GP8 mit 8 kg Tragkraft das Entgraten. „Dieser Roboter ist der mit Abstand genauste seiner Klasse und damit auch für filigrane Konturen sehr gut geeignet“, begründet Thomas Damm diese Entscheidung. Außerdem ist der Roboter extrem schnell und komplett in der Schutzklasse IP67 ausgeführt. Und nicht zuletzt ist der GP8 so kompakt, dass die gesamte Zelle nur rund 2 x 1,4 m Fläche beansprucht. Sein schlankes und kurviges Design ermöglicht es dem Manipulator dabei, tief in Arbeitsbereiche einzutauchen und die glatten Oberflächen erleichtern die Reinigung. Für die Verbindung zwischen Manipulator und Steuerung ist nur noch ein Roboterkabel notwendig. Die Vorteile dieser Lösung liegen in einem geringeren Verschleiß und in einem reduzierten Platzbedarf. Auch der Aufwand für Wartung und Ersatzteilhaltung sinkt.

Fazit und Ausblick

Mit der RZE setzt Klaaßen Technologie neue Standards beim automatisierten Entgraten und Anfasen von Verzahnungsbauteilen: Gegenüber einer manuellen Bearbeitung ist dabei eine Zeitersparnis von bis zu 95 % realisierbar. Gleichzeitig steigen Produktivität und Qualität. Auch eine Entgratung nach Zeichnungsvorgabe ist problemlos möglich. Die Voraussetzung für diese überzeugende Neuentwicklung schaffen MOTOMAN-Roboter von YASKAWA. Nach ersten erfolgreich realisierten Praxisprojekten hat Geschäftsführer Thomas Damm die nächsten Innovationsschritte schon im Blick. So soll als Nächstes ein 3D-Sensor das Leistungsspektrum der RZE zusätzlich erweitern.