Systemintegrator b-automated automatisiert Erodiermaschine mit Cobot von Yaskawa

Lohnfertiger Nordspan macht den Schritt in die digitale Produktion

Lohnfertiger sind Spezialisten. Damit stehen sie vor ganz besonderen Herausforderungen, etwa in Bezug auf Fachkräfte und effiziente Produktionsprozesse. So wie die Nordspan GmbH: Das junge Unternehmen aus dem schleswig-holsteinischen Schwentinental begegnet ihnen seit Kurzem mit den Möglichkeiten der Digitalisierung. Die Voraussetzung dafür schafft eine Automatisierungslösung des Systemintegrators b-automated mit einem Cobot HC10DTP von Yaskawa.

Mindestens zwei Gründe machen den Einstieg in die Automatisierung inzwischen auch für kleinere Produktionsunternehmen sehr attraktiv: Zum einen sind qualifizierte Fachkräfte heute viel zu wertvoll, um sie für monotone oder körperlich anstrengende Tätigkeiten einzusetzen. Zum anderen sind Roboter mit dem Siegeszug MRK-fähiger Cobots einfacher und komfortabler zu bedienen als je zuvor.

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Metallbearbeitung

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HC10DTP - HC-Serie

Einstieg in die Automatisierung bei Nordspan

Vor diesem Hintergrund suchten auch die Verantwortlichen bei der Nordspan GmbH in Schwentinental bei Kiel nach neuen Wegen. Das 2019 gegründete Unternehmen mit rund 30 Mitarbeitern ist als Lohnfertiger für die Muttergesellschaft JBS Systems führender Hersteller von flexiblen Führungsbuchsen und Spannzangen für Langdrehautomaten. „Leider finden wir kaum noch qualifizierte Mitarbeiter, daher ist Automatisierung und Digitalisierung für uns lebensnotwendig“, stellt Geschäftsführer Maik Jeß entscheiden fest.

Für das erste Automatisierungsprojekt fiel die Wahl auf eine Drahterodiermaschine. Beim Drahterodieren werden die Spannzangen präzise geschlitzt, was pro Arbeitsgang bis zu einer Stunde dauert. Dementsprechend komplex ist die Automatisierung des Prozesses: Die Spannzangen werden unter Wasser bearbeitet. Dies erfordert eine Spannvorrichtung, die auch mit den prozessbedingt starken Verschmutzungen im Wasser keine Schwierigkeiten hat. Darüber hinaus müssen die fertig geschlitzten Zangen unmittelbar nach der Entnahme aus dem Maschinenbett gründlich gereinigt und getrocknet werden, um ein Anlaufen der Oberflächen zu verhindern. Außerdem sollte die Anlage einfach zu bedienen und flexibel sein sowie sich in die beengte Arbeitsumgebung einfügen können.

Bild: Herzstück der Gesamtlösung zur Automatisierung einer Drahterodiermaschine ist ein Cobot HC10DTP von Yaskawa.

Gesamtlösung von b-automated

Bei der Suche nach dem optimalen Konzept für diese anspruchsvolle Aufgabenstellung wurde Nordspan durch die Empfehlung von Yaskawa bei dem Systemintegrator b-automated und seinem Inhaber Luciano Baumgart fündig. Die Gesamtlösung kombiniert einen ZeroCob-Baukasten und Spannmittel von ZeroClamp mit einem Cobot HC10DTP sowie einem Greifer der Zimmer Group.

Die Schnittstelle zwischen Robotersteuerung und Erodiermaschine wird über eine Fabriksoftware des deutschen Anbieters software4production GmbH (abgekürzt S4P) realisiert. Gleichzeitig ist damit der Grundstein für eine weitergehende Digitalisierung und Automatisierung in Richtung einer autonomen Fertigung gelegt. Mithilfe einer webbasierten Anwendung kann der Anlagenverbund nun remote überwacht werden, um weitere Optimierungen zu ermöglichen und die Anlagenverfügbarkeit im 24/7-Betrieb auf höchstem Niveau zu halten.

Bild: Yaskawa Cobot HC10DTP mit der IP-Schutzklasse 67

Cobot HC10DTP

Herzstück der Zelle ist der Cobot aus der Serie HC („Human Collaborative“) von Yaskawa. Obwohl es sich um einen vollwertigen Industrieroboter handelt, kann er auch in sicher reduzierter Geschwindigkeit arbeiten. Bei eventuellen, auf jeden Fall ungefährlichen Kollisionen hält der Manipulator sofort an, sodass sich Personen unmittelbar in seinem Arbeitsraum befinden dürfen. Bei Nordspan ist der Roboter zusätzlich durch einen Flächensicherheitsscanner abgesichert.

Das ausgewählte Cobot-Modell bietet eine Traglast von 10 kg in Verbindung mit einer effektiven Reichweite von 1200 mm und überzeugt durch seine staub- und wasserdichte IP67-Schutzklasse. Der Greifer von Zimmer ist ideal auf den Manipulator abgestimmt. Konkret handelt es sich um einen eigens für die Anwendung konfigurierten Parallelgreifer mit Federrückstellung. Diese verhindert, dass das Bauteil auch bei Druckverlust nicht aus dem Greifer fällt.

Wie alle Modelle der Motoman HC-Serie, zeichnet sich auch der HC10DTP durch eine besonders nutzerfreundliche Bedienung aus: Neben dem Einsatz eines übersichtlichen Handbediengeräts ist es auch möglich, den Roboterarm direkt mit der Hand zu führen und zu programmieren (Direct Teach, DT). Hierdurch ergibt sich eine Zeitersparnis bei der Erstellung von Roboterprogrammen.

Bild: Die Bedieneroberfläche der Anlage auf dem Smart Pendant des Yaskawa Roboters.

Praxiserfahrungen

In Summe hat der komplette Aufbau, die Montage und Integration des Roboters inklusive der Peripherie mit Mechanik, Elektrik und Software weniger als fünf Arbeitstage gedauert. Und die Anlage hat sich seitdem gut bewährt, wie auch Christian Wiese, Maschinenbediener bei Nordspan, bestätigt: „Der Roboter ist sehr einfach zu bedienen und nimmt mir die monotone Arbeit an der Erodiermaschine ab! Jetzt kann ich mich endlich um wichtigere Dinge kümmern und der Kollege Roboter produziert 7/24 selbstständig. Was will man mehr?“, so der der Praktiker.

Durch die neue Automation kann die Drahterodiermaschine jetzt auch in Geisterschichten autonom betrieben werden und erreicht somit eine vollständig mannlose Autonomiezeit von fast 24 Stunden. Sollte doch einmal eine Störung auftreten, ist dies für die Mitarbeiter mittels intuitiver Benutzeroberfläche jederzeit ersichtlich und es kann noch gegengesteuert werden, um keine kostbare Maschinenlaufzeit zu verschwenden.

Dementsprechend zufrieden zeigt sich auch Nordspan-Geschäftsführer Maik Jeß: „Die Roboterzelle wird sich in weniger als einem Jahr amortisiert haben und die Maschinenauslastung hat sich jetzt bereits mehr als verdoppelt. So muss das sein!“