Maximale Flexibilität

Bei Kuka ist die Zerspanung in den eigenen Werkshallen angesiedelt. Dort entstehen auf 3000 m2 Bauteile, die für die Produktion der Kuka-Roboter verwendet werden. Seit 2013 fertigen hier zwei DMG-Mori-Werkzeugmaschinen vom Typ Sprint 65-3 und CTX beta 1250 TC-4A aus Gussteilen und Sägeabschnitten 14 verschiedene Bauteile, die anschließend in der benachbarten Robotermontage verbaut werden.

Die Augsburger setzen dabei auf eine hohe Automatisierung mit eigenen Robotern. Die Lösung zeichnet sich durch hohe Flexibilität auf kleinstem Raum aus. Durch das Bauteile-Zuführsystem

Innerhalb weniger Minuten fertigt die Sprint-Anlage, ein Drehautomat, Roboterbauteile aus Sägeabschnitten.

KS CycleMove der Kuka Systems GmbH erfahren die Zellen zusätzliche Anpassungsfähigkeit. Zudem wird mit der Pufferung der Bauteile die maximale mannlose Laufzeit von 8 h ermöglicht. So wird mit der neuesten roboterbasierten Automation von zwei Bearbeitungszentren eine durchschnittliche Produktivitätssteigerung von mehr als 15 Prozent erreicht.

Jeweils ein KR 150 R2700 extra aus der Kuka-KR-Quantec-Serie be- und entlädt die Maschinen. Innerhalb der Zelle sind die Aufgaben des Roboters vielfältig. Mit einem für die jeweiligen Bauteile passenden elektromechanischen Greifer entnimmt der Sechsachser nach sensorischer Überprüfung die Rohteile aus dem Laufwagen, der über die Bahnen des KS CycleMove der Zelle zugeführt wurde. Eingespannt in die links und rechts platzierten Spannfutter der Haupt- und Gegenspindel wird das Teil beidseitig bearbeitet.

Parallele Bearbeitung

Sind beide Spindeln bestückt, können zwei Bauteile parallel bearbeitet werden. Sobald die Bearbeitung abgeschlossen ist, entnimmt der Roboter das fertige Bauteil aus der Gegenspindel und platziert es für den Transport auf einer in der Zelle befindlichen Palette. Zur regelmäßigen Qualitätskontrolle legt der KR Quantec das Bauteil in die Ausschleuseschublade. Die händische Kontrolle erfolgt dann außerhalb der Zelle.

Eingespannt in das links und rechts platzierte Spannfutter der Haupt- und Gegenspindel wird das Rohteil beidseitig bearbeitet.
Bilder: Kuka

Während die Sprint-Anlage, ein Drehautomat, aus Sägeabschnitten innerhalb weniger Minuten Roboterbauteile fertigt, bearbeitet der benachbarte Drehfräsautomat CTX-Gussteile und Sägeabschnitte innerhalb einer Taktzeit von etwa 30 min. Auf der Sprint werden zurzeit sieben Bauteile gefertigt. Das Teilespektrum reicht dabei von einem Bolzen für die KR-Quantec-Serie mit einem Durchmesser von 55 mm bis hin zu einem Flansch für die Schwerlastroboter der KR-Fortec-Serie mit einem Durchmesser von 120 mm. Mit der CTX werden ebenfalls sieben Teile gefertigt, wobei die Bauteile unter anderem zu Stirnradgehäusen für den KR Agilus und den KR Quantec mit einem jeweiligen Durchmesser von 95 bis zu 246 mm verarbeitet werden. Durch mehrere Zuführ- und Rücklaufbahnen können die Bearbeitungszentren autonom im 3-Schichtbetrieb arbeiten.

Der Roboter bestückt die Paletten per Sauggreifer auch mit Zwischenlage-Kartonage, nachdem eine Lage bearbeiteter Bauteile vollständig bestückt ist. Auch leere Laufwagen in den Zuführbahnen des KS CycleMove handhabt der Sechsachsers. Sind sie leer, setzt er sie auf die Rücklaufbahn. „Mit der roboterbasierten Automation der Bearbeitungszentren sind wir äußerst zufrieden. Die Fertigung in eigener Halle zu sehr guter Qualität bei absolut konkurrenzfähigem Preis ist ein enormer Vorteil für unsere Roboter-Produktion“, zeigt sich Florian Hofmann, Leiter der Zerspanung, sehr zufrieden mit der Lösung.

Geringer Umrüstaufwand

Flexibilität in der Fertigung stand bei der Automatisierung der Maschinen im Vordergrund. Sowohl die hohe Anzahl verschiedener Bauteile als auch die flexible Anpassung der Losgrößen auf die in der Roboter-Montage benötigten Stückzahlen sind Vorteile, die durch die roboterbasierte Lösung erzielt werden. „Beide Maschinen sind bereits dafür gerüstet, das Teilespektrum bei Bedarf zu erweitern. Mit einem optimal auf die Bedürfnisse der Montage abgestimmten Produktionsfahrplan fällt der Umrüstaufwand, wie etwa der Austausch der Greifer-Backen am Roboter, sehr gering aus“, erläutert Hofmann weiter.

Durch den Einsatz des KS CycleMove ist es möglich, Bauteile zu puffern und die mannlose Laufzeit der Zentren zu optimieren. Zudem setzt das Bauteilezuführsystem auf schwerkraftgetriebenen Transport und verzichtet damit auf elektrische

Mit einem elektromechanischen Greifer entnimmt der Kuka-Roboter nach sensorischer Überprüfung die Rohteile aus dem Laufwagen.

Antriebe, was zu einem wirtschaftlichen Betrieb mit hoher Verfügbarkeit führt. Mit schlanken Bauteilen und einer kompakten Roboterhand, die für Roboter der KR-Quantec-Serie verwendet werden, kann die Größe der Zelle auf ein Minimum reduziert und so optimal an die Platzverhältnisse in der Halle angepasst werden.

Die maximale Reichweite des 6-Achsers von rund 3000 mm ermöglicht es, alle Arbeitsstationen problemlos zu erreichen. Gleichzeitig gewährleistet das um 13 Prozent geringere Eigengewicht des Roboters gegenüber dem Vorgängermodell höchste Energieeffizienz bei bester Dynamik. „Mit der Automatisierung der Bearbeitungszentren konnten wir die Produktivität wesentlich steigern“, hebt Andreas Schuhbauer, Markt Segment Manager für den Bereich Werkzeugmaschinen-Automatisierung bei Kuka, einen wesentlichen Vorteil der roboterbasierten Automation hervor.

Kontakt:

• Kuka Roboter GmbH, www.kuka-robotics.com
• DMG Mori Seiki, www.dmgmori.com