Im Zuge der Ergonomisierung diverser Arbeitsprozesse galt es bei der Firma Lang Metallwarenproduktion, auch die Bestückung einer Punktschweißanlage zu automatisieren und damit die Produktivität und Arbeitsplatzsicherheit zu steigern. Die rund 50 Mitarbeiter des Unternehmens fertigen Stanz- und Ziehteile hauptsächlich für die Automobilindustrie – aus Edelstahl und allen gängigen Metallen in kleinen Stückzahlen bis hin zur Großserie.
Klare Anforderungen an die Handhabung
„Wir schauen immer, wo wir monotone manuelle Tätigkeiten vermeiden können“, erzählt Jörg Monsig, Betriebsleiter bei Lang Metallwarenproduktion, und zeigt auf einen gelben Roboter, der durch einen Schutzzaun abgetrennt ist. Der Roboter greift Blechteile von einem Revolvertisch. Bis vor sechs Monaten stand hier ein Werker. Er nahm ein Stanzbiegeteil, bestückte damit die Punktschweißanlage, die es mit einer automatisch zugeführten Mutter verband. Nach dem Fügen prüfte er die Verbindungsstelle. „Monotone Arbeiten führen tendenziell zu einer höheren Ausschussquote“, betont der Betriebsleiter. Was ihn darüber hinaus störte: Lediglich eine Person konnte an der Anlage arbeiten, was den Output begrenzte. Das wollten die Verantwortlichen ändern und starteten direkt ein F&E-Projekt mit Unterstützung des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung. Ihre Anforderungen an die Automatisierung: „Ein Roboter sollte die Bauteile von oben aufnehmen und vereinzeln. Dafür brauchten wir einen Greifer, der hohe Taktzeiten ermöglicht und auf 5m pro Quadratsekunde beschleunigen kann“, sagt Monsig.
Eine mechanische Greiferlösung stellte sich als technische Sackgasse dar: Sie würde am Vereinzeln der dünnen Stanzbiegeteile mit den Maßen 150x150mm und einem Gewicht von 500g scheitern. Eine pneumatische Variante stünde vor ganz anderen Herausforderungen: Die Greifflächen sind auf Grund von Gravuren, Löchern und der dreidimensionalen Geometrie begrenzt und liegen in verschiedenen Ebenen. „Eine Lösung von der Stange erschien uns schwierig“, schildert der Betriebsleiter.
Speziell zugeschnittene Greiflösung
Nicht jedoch für die MItarbeiter von Schmalz: „Jörg Monsig und sein Team brauchten einen Greifer für eine Roboterautomation, der speziell auf die besondere Geometrie der Blechteile zugeschnitten ist“, erinnert sich Dr. Florian Fritz, Leiter Geschäftsentwicklungsprozess Vakuumsysteme bei Schmalz. Für die Vakuumexperten lag die Lösung damit auf der Hand: Der Leichtbaugreifer SLG kann individuell an die Blechteile angepasst werden – ohne Konstruktions- oder Fertigungsaufwand für den Anwender. Mithilfe der STL-Datei des Biegestanzteils konnte Monsig den Greifer online konfigurieren und schon wenige Tage später montieren. „Damit wir individuell gestaltete und automatisiert konstruierte Greifer in so kurzer Zeit liefern können, nutzen wir 3D-Drucker. Die additive Fertigung reduziert nicht nur das Gewicht, sondern auch die Störkonturen, da die Luftführung gleich in das End-of-Arm-Tool integriert wird und somit eine separate Schlauchführung entfällt“, erklärt Dr. Fritz. Entscheidend war auch ein sparsamer Betrieb: Der Greifer hält das Bauteil über eine lange Zeit fest – beim Aufnehmen, während des Schweißvorgangs und des Qualitätschecks bis zum Ablegen. „Diese Anforderungen erfüllt der Kompaktejektor SCPSi“, betont Dr. Fritz und ergänzt: „Der SCPSi erreicht mithilfe seiner Eco-Düsentechnik ein hohes Saugvermögen bei geringem Druckluftverbrauch. Dieser lässt sich durch die integrierte Luftsparfunktion um bis zu 80 Prozent verringern.“
Materialfluss verbessert
Durch die neue Anlage hat der Automobilzulieferer seinen Materialfluss verbessert. Ein Mitarbeiter stapelt die Biegestanzteile auf den Revolverdrehtisch und steht dabei in sicherem Abstand zum Roboter und dem Schweißautomaten außerhalb des Schutzzauns. Der Roboter greift die Teile einzeln vom Tisch ab und hält sie in die Punktschweißanlage. Stück für Stück hebt der Tisch den Stapel an, sodass der Roboter das Bauteil immer von der gleichen Position entnehmen kann. Die Schweißzange schließt sich und verbindet eine automatisch zugeführte Mutter mit dem Biegestanzteil mittels Widerstandspunktschweißen. Der Roboter hält das Bauteil während des Prozesses sicher fest und führt es anschließend vor eine Kamera, die die korrekte Verbindung prüft. Danach lässt er das Bauteil auf ein Förderband fallen.