Die Firma Koepfer Zahnrad- und Getriebetechnik ist ein gefragter Zulieferer für die Automobilindustrie. Koepfer ist einer der größten Anbieter für hochpräzise Zahnräder in Europa und arbeitet hauptsächlich für die großen deutschen OEMs. Das Unternehmen fertigt mit etwa 900 Mitarbeitern Zahnräder für Anwendungen rund um den Motor. Neben Großserien produziert das Unternehmen auch Klein- und Mittelserien. Die Verbindung zu Fruitcore war bereits von Beginn an etabliert. „Patrick Zimmermann, einer der Gründer und CFO von Fruitcore, hat während seines Studiums bei uns ein Praxissemester absolviert und war auch in unserem Werk in China“, erinnert sich Geschäftsführer Thomas Koepfer.
Roboter übernimmt Laserbeschriften
Zusammen mit dem Gründer und CEO Jens Riegger brachte Patrick Zimmermann den Fruitcore-Roboter Horst (abgekürzt für Highly Optimized Robotic Systems Technology) Ende 2018 nach Furtwangen mit. „Gemeinsam besprachen wir mögliche Einsatzgebiete“, erzählt Mathias Schneider, bei Koepfer zuständig für die Klein- und Mittelserien. „Es war klar, dass wir ihn für einfache Tätigkeiten einsetzen wollen, um unsere Mitarbeiter zu entlasten.“ Im Gespräch waren Wälzfräsen, Räumen oder eben das Laserbeschriften der Zahnräder. „Horst ist preiswert in der Anschaffung, benötigt wenig Platz, ist flexibel einsetzbar und aufgrund der intuitiven Bedienung über HorstFX einfach zu handhaben“, sagt Schneider. „Gerade beim Lasermarkieren, wo die Mitarbeiter über sehr unterschiedliche Ausbildungsstände verfügen, ist es wichtig, dass trotzdem alle die Bedienung verstehen.“ Koepfer hauste den Roboter in eine gläserne Kabine ein. Hierbei mussten kleinere Herausforderungen gelöst werden: „Z.B. kam dem Roboter zunächst beim Aufnehmen des letzten Zahnrads die Magazinschiene ins Gehege“, erzählt Schneider. „Das konnten wir aber zusammen mit fruitcore schnell und einfach beheben.“
Prozesssicherheit bei der Fehlerkontrolle
Zuerst entnimmt der Roboter aus einem 200 Zahnräder fassenden Magazin ein Zahnrad. Das legt er anschließend in den Lasermarkierer. Hier werden nicht nur Hersteller, ein Datamatrixcode, Chargen- oder Artikelnummer mit dem Laser aufgebracht, sondern die Zahnräder auch gleich auf Fehler geprüft. „Horst legt das Zahnrad in eine Poka-Yoke-Vorrichtung, die das Kugelmaß prüft“, erklärt Schneider. Ist die Komponente in Ordnung, schließt sich die Schutzklappe und das Zahnrad wird beschriftet. Der Roboter entnimmt das Zahnrad anschließend und legt es im Gutteilemagazin ab, wo es zur Verpackung bereit liegt. Ist das Zahnrad bei der ersten Prüfung nicht in Ordnung, greift der Roboter das Bauteil erneut, dreht es um einige Grad und legt es für eine erneute Prüfung zurück auf die Poka-Yoke-Vorrichtung. Wenn die Komponente auch bei der zweiten Prüfung nicht in Ordnung ist, schleust er sie selbstständig und zuverlässig aus. Anschließend beginnt der Zyklus von vorn. 30s dauert der Vorgang, mit der Nachprüfung 35s. Horst benötigt 2,5 bis 3h, um die 200 Zahnräder zu bearbeiten.
Komplexe Handhabung
Der Bewegungsablauf zur Handhabung der Teile ist sehr komplex. „Wir waren uns anfangs nicht sicher, ob der Roboter das kann“, sagt Schneider. „Aber Horst hat es hinbekommen.“ Zudem biete der Roboter zwei handfeste Vorzüge: Da er mannlos arbeitet, kann Koepfer jetzt auch Geisterschichten fahren, bei denen der Roboter so lange arbeitet, bis das Rohmaterialmagazin leer ist. „Außerdem sorgt der Roboter für Prozesssicherheit. Bei der Kontrolle können Mitarbeitern leicht Fehler unterlaufen. Der Roboter bekommt klare Vorgaben und eindeutige Daten vom Messfinger, wann ein Bauteil in Ordnung ist und wann nicht. Damit schleust er zuverlässig Teile mit Fehlern aus“, erklärt Schneider. Der nächste Schritt sei jetzt, Horst für weitere Artikel in Betrieb zu nehmen. Anschließend soll der Roboter andere Aufgaben übernehmen, z.B. beim Wälzfräsen.