Watts Industries Deutschland ist die deutsche Tochter des in den Vereinigten Staaten gegründeten Unternehmens W Water Technologies. Am Standort Landau in der Pfalz produziert das Unternehmen vorwiegend Produkte für wasserführende Heizungs- und Klimaanlagen und verfügt über eine hohe Fertigungstiefe. Bearbeitungsmaschinen aller Art arbeiten hier im Schichtbetrieb, darunter auch mehrere baugleiche Bearbeitungszentren von Alzmetall, die die spangebende Bearbeitung unterschiedlich langer Rohre übernehmen, die später als Verteilsysteme für Fußbodenheizungen dienen.
Über zehn Jahre lang war das Be- und Entladen dieser Bearbeitungszentren Aufgabe angelernter Mitarbeiter, die diesen Job in Mehrmaschinenbedienung ausführten. Warum das Unternehmen dennoch dringend in die Automatisierung dieser Maschinen investieren musste, bringt Andreas Becker, Industrial Engineer bei W Industries, auf den Punkt: „Wir leiden hier am Standort massiv unter Personalmangel. Um den kontinuierlichen Betrieb der Maschinen im Schichtbetrieb sicherzustellen, blieb nur die Investition in Roboter. Dieser Schritt eröffnete die Möglichkeit, die frei werdenden Mitarbeiter an den Maschinen für höherrangige Aufgaben zu qualifizieren und sie von dem täglichen Kontakt mit Kühlschmierstoffen, den die Be- und Entladetätigkeit zwangsläufig mit sich bringt, zu entlasten.“
Durchgängige Automatisierung mit Robotern
Doch das Vorhaben, die Maschinen sowie die angeschlossene Teilereinigungsanlage zu automatisieren, ging mit großen Herausforderungen einher. Heiko Röhrig, Vertriebsleiter des mit dem Projekt beauftragen Unternehmens EGS Automation, erinnert sich: „Die Automatisierung von Werkzeugmaschinen mit Yaskawa-Robotern ist für uns Standard. Bei W sah die Sache aber anders aus. Hier bereitete uns nicht nur das stark eingeschränkte Platzangebot in der Fertigung Kopfzerbrechen, sondern auch die mit hohen Toleranzen versehene Bereitstellung der Teile in Werkstückträgerwagen.“
Bei diesen Wagen handelt es sich um Schweißkonstruktionen aus Blech, die, da nie für die Automation vorgesehen, größere fertigungstechnische Toleranzen aufweisen können. Auf einem Wagen finden – übereinander gestapelt und schräg gestellt – bis zu 15 Werkstückträger mit bis zu 48 Teilen Platz. Die Wagen werden manuell an definierter Position an der Anlage aufgegeben und verriegelt.
Um die Toleranzen der Wagen für die präzise Roboterhandhabung auszugleichen, hat sich EGS Automation eine Lösung einfallen lassen: So ist jeder Yaskawa-Sechsachser vom Typ Motoman GP50 mit einem gegen Kühlschmierstoffe resistenten Sensor am Greifwerkzeug ausgestattet, mit dem der Roboter mehrere definierte Positionen anfährt und daraus einen Korrekturfaktor für das aktuelle Koordinatensystem ermittelt. Ist die tatsächliche Stapelhöhe samt eventuell vorhandener Verkippung ermittelt, startet die eigentliche Aufgabe für den Roboter.
Vier Rohre in simultaner Bearbeitung
Sobald sich die Türen des Bearbeitungszentrums öffnen, zählt jede Sekunde. Der große Yaskawa-Sechsachser fährt zügig in den Arbeitsraum der Maschine, entnimmt mit seinem Doppelgreifer zwei der insgesamt vier bearbeiteten Rohre und legt sie auf einer Zwischenablage ab. Dort holt er sich zwei unbearbeitete Teile, legt sie in die Maschine ein, entnimmt im gleichen Arbeitsgang das letzte bearbeitete Paar aus der Maschine und belädt sie mit dem zweiten unbearbeiteten Teilepaar. Dann raus aus der Maschine, Türe zu und weiter geht´s mit der Bearbeitung von jeweils vier Rohren in einer Aufspannung.
Erst nach erfolgter Be- und Entladung erschließt sich, warum der Motoman GP50 mit einem weiteren Einzelgreifer ausgestattet ist. Dazu Röhrig: „Die Rohre erreichen die Anlage in dicht gepackten Kunststoffblistern, die die gleichzeitige Entnahme von zwei Rohren mit dem Doppelgreifer nicht zulassen. Da wir während der Hauptzeit der Maschine ausreichend Zeit haben, lassen wir den GP50 die Rohre Teil für Teil auf eine Zwischenablage in doppelgreifertauglichem Abstand vereinzeln. Von dort aus kann der Sechsachser die Rohre paarweise handhaben, was die Be- und Entladezeit an der Maschine reduziert.“
Anschließende Teilereinigung
Ist ein Werkstückträgerwagen komplett mit bearbeiteten Teilen bestückt, entnimmt ihn ein Bediener und transportiert ihn zur Teilereinigungsanlage, die mit Yaskawa-Vier- und -Sechsachsrobotern der Typen SG650 und Motoman GP50 automatisiert ist.