Monotone Arbeit war gestern

Leichtbauroboter helfen nicht nur Mitarbeiter zu entlasten und von monotonen Arbeiten zu befreien, sie sind zudem einfach zu programmieren und schnell einzurichten. Darüber hinaus können diese aufgrund ihrer Größe und ihres Gewichts gut transportiert werden – und so den Produktionsprozess an verschiedensten Stellen optimieren. Auch die Fries Maschinenbau war aus diesen Gründen für die Bestückung einer CNC-Maschine auf der Suche nach einem flexiblen Leichtbauroboter. Um eine Vielzahl an Bauteilen aufnehmen zu können, sollte dieser mit einem Greifwerkzeug ausgestattet sein.

Greifwerkzeuge werden normalerweise direkt am Roboterarm installiert und können kleine Teile, wie Schrauben oder Drehteile von A nach B bewegen. Hierfür befindet sich am letzten Gelenk des Roboters ein Schraubanschluss mit digitalen Aus- und Eingängen sowie analogen Eingängen. Über die digitalen Ausgänge werden die Signale an das Greifwerkzeug weitergegeben. Wird beispielsweise der digitale Ausgang über ein bestimmtes Signal besetzt, so schließt der Greifer. Sobald das Signal zurückgenommen wird, öffnet sich das Greifwerkzeug wieder. Die Programmierung läuft dabei ganz einfach über das Touchscreen.

Heute arbeitet ein UR10-Roboter, ausgestattet mit einem Greifwerkzeug, an der CNC Maschine bei Fries und übernimmt dort den Hartdrehprozess. Bisher erfolgte die Bestückung manuell mit variierenden Stückzahlen. Mittlerweile werden die Stückzahlen genauer definiert. Mit dem Greifwerkzeug nimmt der Roboter Drehteile von den Ladungsträgern auf, bewegt sich zu einer Umgreifstation, um in die richtige Position zu gelangen, fährt anschließend geradeaus und spannt das Teil in der CNC-Maschine zwischen die Drehbankspitzen der Maschine. „Der Roboter unterstützt uns so beim Bearbeiten von Stückzahlen zwischen 500 und 1000 Teilen. Da der UR10 aber so einfach umzuprogrammieren ist und sehr effizient arbeitet, setzen wir ihn inzwischen auch bei sehr kleinen Serien von nur zirka 50 Stück ein“, erklärt Anton Fries, Inhaber und Geschäftsführer bei Fries. Neben der Erhöhung der Produktion, konnten die Arbeitsprozesse der Mitarbeiter angenehmer gestaltet werden. Diese konzentrieren sich nun verstärkt auf die Qualitätskontrolle.

Die Sicherheit des Menschen steht bei der Zusammenarbeit mit Robotern im Vordergrund. Die sechsachsigen Knickarmroboter von Universal Robots sind deshalb mit einem patentierten und durch den TÜV Nord zertifizierten Sicherheitssystem ausgestattet. Dieses überprüft laufend fünfzehn verschiedene Einstellungen: die Position, Orientierung, Kraft und Geschwindigkeit des Werkzeugs, die Positionen und Geschwindigkeiten der Gelenke sowie Impuls und Kraft des Roboterarms. Mit diesen Daten ist es den Sensoren möglich, externe Krafteinwirkungen, wie die durch den Kontakt mit einem Menschen, zu registrieren und einen automatischen Stopp zu initialisieren. Vorher fährt das System aber bereits die Geschwindigkeit der Bewegungen herunter, wenn sich der Roboter innerhalb einer einstellbaren „Safety Zone“ bewegt. Kommt es bei reduzierter Geschwindigkeit dennoch zur Kollision, genügt je nach Einstellung und Modell bereits eine Krafteinwirkung von lediglich 50 oder 100 Newton, um den automatischen Sicherheitsstopp einzuleiten. Dank dem Sicherheitssystem ist es möglich, dass heute bereits 80 Prozent der weltweit eingesetzten UR-Roboter ohne weitere Barrieren direkt neben dem Menschen arbeiten.