Die Aufgabe

Fall 04.12 Maschinenbeladung FANUC Robodrill Alu 4-Kant Profil 6seitige Bearbeitung

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 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 (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 zugesägten 4-Kant Aluminiumprofile werden mit einem elektrischen 2 Finger Greifer (Onrobot RG6) aus dem Magazin entnommen und in den Spanner eingesetzt. Zwischen den Bearbeitungen wird das Werkstück nach jeder Seite weitergedreht und wieder neu in das Spannmittel eingelegt. Dadurch können Mehrere Seiten nacheinander abgearbeitet werden. Ebenso erfolgen auch die Stirnseitigen Bearbeitungen. Nach der kompletten Bearbeitung werden die Fertigteile durch den Roboter vor die Reinigungsdüse gehalten.  So wird dann der Kühl Schmierstoff abgeblasen und die Gewindebohrungen sowie das gesamte Werkstück von den Spänen entfernt.  Anschließend wieder in das Magazin für Fertigteile zurückgestellt. Parallel dazu 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 – 90 Rohteile aufnehmen.  Bei einer durchschnittlichen Bearbeitungszeit von 6 – 8 Minuten, wird damit bereits eine Laufzeit von 6 – 8 Stunden, bei 90 Bauteilen sogar eine autonome Bearbeitung von 12 Stunden Maschinenlaufzeit 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/en 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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