Die Aufgabe

Fall 04.02 Maschinenbeladung: CNC Fräse FANUC Robodrill mit UR10e von UNIVERSAL ROBOTS_19″ Stahlbleche

Die Herausforderung

Bis dato wurden die Rohteile zum CNC-Fräsen immer manuell eingelegt. Da nur 1-schichtig gefertigt wurde und über das Jahr verteilt schwankenden Auftragsmengen abzuarbeiten waren, sollten keine zusätzlichen Mitarbeiter eingestellt werden. Die zusätzlichen Kapazitäten galt es anderweitig zu ermöglichen. Zudem wurden von den Mitarbeitern oftmals 2 Maschinen parallel bedient. Die 2. Maschine wurde aber unregelmäßig bestückt. Pausenzeiten und andere Unterbrechungen reduzierten weiterhin die möglichen Fertigungsmengen. Die reine Fräs- und Bearbeitungszeit betrug je Bauteil im Schnitt etwa 3, 6 oder auch 9 min. Es werden aber auch Bauteile gefertigt, die eine mehrseitige Bearbeitung erfahren. Die Bauteile werden dazu dann in mehreren Durchläufen in die Maschine manuell eingelegt. Zuerst die erste Seite, dann die 2. Seite, dann die 3. Seite usw. Das sollte zukünftig alles der Roboter erledigen. Um das Personal hinsichtlich der Ergonomie zu unterstützen, entschied man sich für den Einsatz eines Leichtbauroboters von UNIVERSAL ROBOTS (Cobot).

Die Lösung

Durch den Einsatz eines UR10e Roboters von UNIVERSAL ROBOTS, mit einem Payload von zu 12kg werden nun Fertigteile vollautomatisch aus der Materialbereitstellung zum Fräsen in das Spannmittel eingelegt. Der Roboter erhielt ein manuelles Greiferwechselsystem. Passend zum jeweiligen Artikel kann nun der Greifer gewechselt werden. Die abgebildeten Stahlbleche werden mit einem Magnetgreifer aus dem Magazin entnommen und in den Spanner eingesetzt. Nach der Bearbeitung so auch wieder entnommen und in das Magazin für Fertigteile zurückgestellt. Hier wird vor der Entnahme des Fertigteils und vor dem Einlegen des Rohteiles das Spannmittel mit dem Reinigungs-Propeller Werkzeug aus der Fräsmaschine zum ab reinigen des Kühlschmierstoffes und der Späne eingesetzt. Um möglichst viel Material für die autonome Bearbeitung bereit zu stellen, wurde eine Schnellwechselaufnahme für entsprechende Magazine geschaffen. Als zusätzliche Abstellfläche für Material wurde der mobile Roboterwagen mit einer Schublade ausgestattet. Der UR10e mit einer Reichweite von 1300 mm kann bereits beide Magazine und die Umgreif- und Zentrierstation problemlos erreichen. Das Magazin kann je nach Artikel etwa 60 Rohteile aufnehmen.  Bei einer durchschnittlichen Bearbeitungszeit von 6 – 8 Minuten, wird damit bereits eine Laufzeit von 6 – 8 Stunden erreicht.

Innerhalb von wenigen Wochen wurde der UR10e in Betrieb genommen. Seither wird die CNC-Fräsmaschine Tagsüber durch den Roboter bestückt. Zum Feierabend werden die Magazine wieder aufgefüllt, und der Roboter fertigt in die mannlose Schicht hinein. Die Mitarbeiter /innen werden so von der monotonen Einlegearbeit entlastet, können sich auf einen Maschinenbedienung konzentrieren und zusätzliche Maschinenlaufzeiten verschaffen flexible Kapazitäten.

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