Kollege Cobot packt unermüdlich mit an

Schnell reagieren musste Metec, als sich die Auftragslage zunehmend positiv entwickelte, darunter ein neuer Auftrag für die Fertigung von Bauteilen mit Stückzahlen bis zu 120.000 pro Jahr. „Die sich rasch füllenden Auftragsbücher erforderten eine Erhöhung der Produktionskapazitäten“, sagt Andreas Ruhs, Geschäftsführer von METEC CNC Präzisionsteile GmbH. „Neben der Einführung einer Nachtschicht und extra Wochenendschichten sahen wir die Notwendigkeit, eine neue Automatisierungslösung zu installieren“, fährt Ruhs fort. Eine neue Anlage mit hoher Kapazitätsauslastung sollte die Produktivität steigern und die Fertigungskosten senken. Wie viele andere Unternehmen, ist auch Metec vom Fachkräftemangel betroffen. Automatisierungslösungen übernehmen repetitive und unergonomische Routineaufgaben und setzen Kapazitäten für anspruchsvollere Aufgaben frei. Für die Notwendigkeit einer Cobot-Lösung sprach zudem der fehlende Platz für eine Schutzumhausung. Maschinenverkleidungen zur Sicherheit schränken die Bedienfähigkeit der Anlage beispielsweise für manuellen Betrieb ein. 

Als eine weitere wichtige Anforderung mussten die Projektpartner ein Pufferkonzept mit ausreichender Kapazität erstellen. Aufgrund der großen Produktvarianz von insgesamt 76 unterschiedlichen Teilen sollte die Lösung eine hohe Flexibilität bieten. Metec wollte zudem ein Späne-Management, das effizient und auch im unbeaufsichtigten Betrieb der Anlage reibungslos funktionierte. Und schließlich sollte die Lösung Widerstandsfähigkeit gegenüber Schmierstoffen gewährleisten.  

Im Entscheidungsprozess fiel die Wahl auf den Systemintegrator STiMA und seinen Automatisierungspartner ABB Robotics. „STiMA präsentierte ein überzeugendes Gesamtkonzept. Das Unternehmen hat jahrelange Erfahrung in der Automatisierung von Maschinen, die mit Cobots be– und entladen werden. Es kristallisierte sich schnell heraus, dass wir einen Cobot von ABB integrieren“, berichtet Andreas Ruhs. „Mit den Produkten von ABB haben wir bereits gute Erfahrungen gemacht. Die ABB–Cobots überzeugen uns in Funktion und Leistung.“ STiMA entwickelt und fertigt seit 1996 individuelle Maschinen und Anlagen für die Optimierung und Automatisierung von Produktionsabläufen. Aus dem hessischen Hatterode heraus agiert STiMA als europaweiter Lösungsanbieter für Prozessoptimierungen. 

Projektstart war im Januar 2022. STiMA und Metec arbeiteten gemeinsam Schritt für Schritt an der neuen Lösung, in deren Zentrum der kollaborative Cobot GoFa CRB 15000 von ABB Robotics stehen sollte. Die Anforderungen an die zu fertigenden Bauteile haben die Partner klar in einem Pflichtenheft festgeschrieben. Fünf Monate später, Ende Juni 2022, nahm Metec die erweiterte Werkzeugmaschine Saeilo Contur M-1000 mit Doppelgreifer und ABB-Cobot in Betrieb. „Für die Maschinenbeschickung, also für das Be- und Entladen der Bauteile, haben wir ein Doppelgreifsystem entwickelt. Dieses ist an dem ABB-Cobot GoFa installiert“, erklärt Steffen Lemmer, Leitung Konstruktion bei STiMA. Der ABB-Roboter greift sich ein vorbearbeitetes Drehteil (Scheiben) und sendet ein Signal an die automatisierte Schutztür, die STiMA im Rahmen des Projekts an der CNC-Maschine angebracht hat. 

Die Schutztür öffnet sich, der Roboter fährt in die Maschine und entnimmt mit dem zweiten Dreipunktgreifer das Fertigteil aus dem Schraubstock, das die Maschine zuvor bearbeitet hat. Bevor der Roboter das Rohteil ablegt, befreit die Abblasdüse des Greifers den Schraubstock von Spänen. „Um die Projektanforderungen zu erfüllen, haben wir den Doppelgreifer mit integrierter Abblasfunktion entwickelt“, sagt Steffen Lemmer. Anschließend legt der Roboter das neu zu bearbeitende Rohteil ab und befördert im letzten Prozessschritt das fertige Teil aus der CNC-Maschine. Die Pufferwägen sind über Lenkrollen leichtgängig und wendig verfahrbar. Über ein Schnellspannsystem sind sie mit dem Roboterunterbau fixiert. Für die beiden verschiedenen Scheibendurchmesser ist die obere Welle verschiebbar. 

Das Anlernen der Bewegungen und die Programmierung des Roboters hat das Projektteam mit der Simulations- und Programmier-Software RobotStudio sowie SafeMove von ABB realisiert. Mit RobotStudio lässt sich die Produktvielfalt von Metec einfach abbilden. Die Berechnung nahezu aller Roboterpositionen erfolgte anhand von Benutzereingaben.  

Die CNC-Anlage ist über I/O-Standardkomponenten (Sensoren, Aktoren) an das System angebunden. Das Fehlen einer Schnittstelle löste das Projektteam mit der Anwendung von M-Befehlen. Diese dienen dem Zu- und Abschalten von Maschinenfunktionen. 

„STiMA hat alle Anforderungen zu unserer vollsten Zufriedenheit erfüllt“, sagt Andreas Ruhs. „Wir sind mit dem Projektverlauf rundum zufrieden. Das Unternehmen hat ein betriebswirtschaftlich sehr ansprechendes Gesamtpaket mit hervorragendem Preis-/Leistungsverhältnis geliefert. Vor allem auch, was den Support sowohl von ABB als auch von STiMA angeht. ABB stand telefonisch und vor Ort mit Rat und Tat jederzeit hilfreich zur Seite.“ 

Die neue Lösung punktet vor allem durch die komfortable Roboterprogrammierung und die vielfältigen Profi-Funktionen des Roboters. Daraus resultieren zahlreiche Einstellmöglichkeiten, die für individuelle Anforderungen besonders hilfreich sind. Außerdem kann Metec eine sehr hohe Produktvielfalt für zahlreiche Anwendungsbereiche anbieten. Große Unterstützung geben die in RobotStudio integrierten Handbücher. 

Mit der neuen Lösung ist Metec in der Lage, höhere Stückzahlen zu bewältigen. Das Unternehmen konnte seine Produktionskapazität nahezu verdoppeln. „Durch die Tatsache, dass wir die vom Kunden geplanten Stückzahlen mit unserer ursprünglichen Fertigungstiefe niemals hätten bewältigen können, war der Schritt zur Automatisierung die einzig richtige Entscheidung“, resümiert Ruhs. Das nächste Automationsprojekt kommt bestimmt.