Roboter UR5, Bild: Universal Robots

Der kollaborative Roboter UR5 im Einsatz bei Clamcleats. Bild: Universal Robots

Clamcleats stellt in Hertfordshire, Großbritannien, eine breite Palette an Seilklampen für Camping, Freizeitwassersport und andere Anwendungen im Sportbereich her. Die Designs werden regelmäßig für neue Anwendungsbereiche angepasst. Für das Entgraten von Spritzgussteilen für Kunststoffseilklampen setzt das Unternehmen einen kollaborierenden Leichtbauroboter von Universal Robots ein. Der Roboterarm mit seinen sechs Bewegungsachsen ist außergewöhnlich schnell und einfach zu installieren: Durch die intuitive Bedienoberfläche ist für die Programmierung kein Expertenwissen notwendig und der Roboter ist innerhalb weniger Stunden betriebsbereit.

Verletzungsrisiko vermeiden

Spezielle Herausforderungen beim Zertrennen von großen Spritzgussteilen brachten Geschäftsführer Julian Emery ursprünglich dazu, über eine Prozessautomatisierung nachzudenken. Im Detail ging es hierbei darum, große Klampen, die in einem Guss mit vergleichsweise dicken Laufschienen für Seile gefertigt werden, voneinander zu trennen. Er erklärt: „Wenn man diese Produkte in kaltem Zustand von Hand schneidet, besteht durch die wiederholte Belastung ein Gesundheitsrisiko hinsichtlich des sogenannten Repetitive-Strain-Injury-Syndroms. Um das zu vermeiden, hatten wir die Gussteile dann zertrennt, wenn sie noch warm und daher relativ weich waren. Aber das hat natürlich die Produktionszeiten, in denen wir die Spritzgießmaschinen einsetzen konnten, eingeschränkt. Die Automatisierung ermöglicht uns eine größere Produktionsflexibilität.“

Eine spezielle Presse wäre ebenfalls eine Option gewesen. Sie erwies sich jedoch aufgrund der Kosten für die Einrüstung, die für jede Seilklampenart und -größe erforderlich ist, als unrentabel. Also machte sich Julian Emery auf die Suche nach einer Alternative. „Der Roboterarm von Universal Robots hob sich für mich von der Masse ab. Da er nach erfolgreicher Risikobeurteilung keinen besonderen Schutz braucht, können wir ihn für eine Vielzahl von Anwendungen einsetzen. Diese Flexibilität machte ihn zu einer sicheren Anschaffung“, sagt Emery. Zunächst konzentriert Clamcleats sich zwar auf die Entwicklung von Vorrichtungen, mit denen der Roboter effektiv Produktvarianten greifen kann. „Man könnte ihn jedoch beispielsweise genauso zur automatischen Be- oder Entladung unserer CNC-Maschinen einsetzen, ohne dafür einen Schutz auf der Oberseite zu benötigen“, so Emery weiter.

Lichtschranke: Pause statt Neustart

Tauklemmen, Bild: Universal Robots
Die Produkte von Clamcleats: Die britische Firma stellt hochwertige Tauklemmen für das Segeln her. Des Weiteren werden ähnliche Produkte für Camper, Kite- und Windsurfer hergestellt. Bild: Universal Robots

Hauptgrund für den Erwerb des UR-Roboters war das Verletzungsrisiko durch die wiederholte Belastung beim manuellen Zerschneiden der größeren Klampen bei Produktserien von 2.000 Stück. Somit hatte die Optimierung des Produktionsprozesses an dieser Stelle oberste Priorität. Eine der ersten Aufgaben bestand darin, eine Lichtschranke zu installieren. Diese sollte das Personal nicht vor dem Roboter schützen, sondern vor den pneumatischen, fest montierten Schneidevorrichtungen, die sich automatisch immer an den vorgesehenen Trennstellen am Ende der gegossenen Laufschienen schließen, um diese von den anderen anhängenden Spritzgussteilen zu zertrennen.

Die Anforderung des Anwenders: Bei jeder Unterbrechung der Lichtschranke sollte lediglich eine Betriebspause eintreten und keine Notabschaltung, die einen Neustart erforderlich machen würde. Bei Universal Robots ist eine solche Pausenfunktion eine Standardoption. Derzeit werden die ungeschnittenen Spritzgussteile manuell in eine Haltevorrichtung geladen. Von dort nimmt der flinke Roboterarm jeden Teilebaum auf und bewegt ihn anschließend an die Schneidevorrichtung. Alle Bewegungsabläufe sind genau einprogrammiert. Hat jede Laufschiene die richtige Position über der Schneidevorrichtung erreicht, sendet der Roboter ein entsprechendes Signal und löst somit den ersten Schnitt aus. Jedes einzelne Teil wird so der Reihe nach abgetrennt und in einem Auffangbehälter abgelegt. Der Materialverschnitt schließlich wird auf ein Mini-Förderband gelegt und recycelt.

Neue Anwendungen

„Es ist ein Kinderspiel, dem Roboter etwas beizubringen. Julian und ich haben es beide innerhalb eines Tages ohne fremde Hilfe geschafft“, sagt Steve Blease. „Der Lernmodus ist für die grundlegende Programmierung ideal, und anschließend ist es nur noch eine Frage der Feinabstimmung oder der endgültigen Positionierung.“ Für die Prozesssimulation stehen mehrere Orientierungshilfen zur Wahl, und auch die Geschwindigkeit ist variabel.

Der Anwender konnte durch den Einsatz des Roboters von Beginn an die Produktivität steigern – vor allem deshalb, weil der Bediener nun mehrere Aufgaben gleichzeitig erledigen kann. Während der Schneideprozess früher eine separate Aktivität war, wird er nun automatisch neben der Qualitätsprüfung und der Verpackung durchgeführt. Zukünftig plant das Unternehmen, weitere Aufgaben wie die Produktion von Großserienprodukten, mit UR-Robotern zu automatisieren.

Julian Emery: „Letztendlich wollen wir den UR-Roboter überall in der Fabrik einsetzen. Er ist so einfach zu integrieren und kann nicht nur für unsere Seilklampenproduktion eingesetzt werden, sondern auch für unsere Spritzgießarbeiten.“  jl