Der Mittelstand bildet das Rückgrat der deutschen Wirtschaft. Viele kleine und mittlere Unternehmen sind Traditionsbetriebe und Weltmarktführer. Ein solcher "Hidden Champion" ist der Maschinenfabrikant Merz aus dem schwäbischen Hechingen. Das im Jahr 1900 gegründete Unternehmen hat sich auf die Produktion von Einzylinder-Rundstrickmaschinen mit kleinen Nenndurchmessern spezialisiert. Im Bau von Rundstrickautomaten zur Herstellung von medizinischen Strümpfen und Kompressionsartikeln ist das Unternehmen weltweit führend. Um auch zukünftig wettbewerbsfähig zu sein, entschied sich Merz , vier Bearbeitungszentren in der Produktion zu automatisieren. Das Ziel: Qualität, Flexibilität und Produktivität erhöhen, Ausfallzeiten minimieren und Lieferzeiten verkürzen. Gelungen ist dies mit dem Kuka Roboter vom Typ KR 500 R2830 F (Foundry) aus der KR FORTEC Baureihe. Seit 2015 verkettet er vier Beladungszentren, befüllt und entleert die Rüstplätze und sorgt für eine optimale Auslastung der Werkzeugmaschinen.
Automatisierung auch kleiner Fertigungsgrößen im Dreischichtbetrieb
Für die Umstellung des Produktionsprozesses auf eine automatisierte Lösung beauftragte der Maschinenfabrikant MERZ die Integratoren SOFLEX Fertigungssteuerungs-GmbH und wbt automation GmbH & Co. KG. Die Kernkompetenz der 1984 gegründeten SOFLEX aus Rottenburg liegt in der Umsetzung von Leitsystemen für Flexible Fertigungsanlagen mit mittleren Stückzahlen bis zur Losgröße 1 und einer großen Teilevielfalt. Von den Erfahrungen und dem Know-how von SOFLEX profitieren die Kunden aus den Branchen Maschinenbau, Energietechnik, Kunststoff- und optische Industrie sowie Automobil- und Flugzeugbau. Die wbt automation GmbH & Co. KG wurde 2014 in Spaichingen gegründet und unterstützt Kunden aus dem Maschinen- und Werkzeugbau, der Chirurgie- und Medizintechnik oder in der Automobil- und Zuliefererindustrie von der Fertigung über die Produktion und Montage bis hin zur Prüftechnik.
Die Automatisierung der vier DMG-Bearbeitungszentren -Werkzeugmaschinen des Herstellers DMG MORI - sollte trotz kleiner Losgrößen 24h/7 Tagebetrieb sicherstellen. Zudem war die bedienerfreundliche Integration der automatisierten Anlage in die IT-Landschaft von MERZ gefordert sowie Anforderungen an die Ergonomie an den Rüststationen vorgegeben. SOFLEX und wbt automation entschieden sich für eine roboterbasierte Lösung. "Roboter bieten die größtmögliche Flexibilität, um Maschinen- und Rohmaterialpaletten von unterschiedlicher Größe und Gewicht handhaben zu können", erklärt Joachim Burkert, Geschäftsführer von wbt automation. Für diese Anforderungen hat KUKA den passenden Roboter im Portfolio: den KR 500 R2830 F aus der KR FORTEC Serie für schwere Traglasten. Für einen maximal großen Arbeitsraum wird er in der Applikation mit einer KUKA Lineareinheit kombiniert.
Als Vorbild für die Automatisierung bei MERZ diente ein Referenzprojekt von SOFLEX: Ein Produktionssystem, das Maschinenpaletten und eingelagertes Rohmaterial zur Weiterverarbeitung bereitstellt. Im Mittelpunkt der Anlage steht der KR 500 R2830 F. Dieser bewegt sich auf der 18 Meter langen Lineareinheit KL 1500-3, um die vier nebeneinanderstehenden Fertigungsanlagen zu bedienen. Die Aufgabe des Roboters: das Be- und Entladen der Rüstplätze, an denen die Maschinenpaletten mit den entsprechenden Werkstücken / Rohmaterialien gerüstet werden. Er nimmt dabei eine entscheidende Rolle im Fertigungsprozess ein und ist das verknüpfende Glied zwischen den Fertigungszentren. Er übernimmt den automatischen Transport von Maschinen- und Rohmaterialpaletten zwischen den Rüstplätzen, Lagerbereichen und der Bearbeitungsmaschinen. Dadurch arbeiten die vier Bearbeitungszentren vollautomatisch rund um die Uhr. Zusätzlich wurde das SOFLEX-Leitsystem ins IT-Firmennetzwerk integriert. "MERZ wünschte sich die Einbindung der automatisierten Anlage in die innerbetrieblichen Informationsflüsse, um eine automatische Bereitstellung der NC- und Werkzeugdaten für die Maschinen zu gewährleisten. Dies ist ein wesentlicher Bestandteil, um unnötige Stillstandszeiten zu vermeiden und die maximale Produktivität zu erreichen", betont Franz Klaiber, Geschäftsführer von SOFLEX.
Robuster Bote zwischen den Bearbeitungszentren
Der KUKA KR 500 R2830 F aus der Schwerlastserie KR FORTEC bietet bei einer Traglast von bis zu 500 kg eine Reichweite von über 2,8 Meter - ein außergewöhnlich großer Arbeitsraum mit einer beträchtlichen Länge der Referenz-Schwerpunktabstände. Die kompakte Bauform der KR FORTEC Serie ohne Störkonturen und die schlankere Erscheinung ermöglichen den Einsatz in engen Zellen, aber auch vollkommen neue Zellenkonzepte. In der speziellen Foundry-Ausführung ist für Anlagen mit hohem Verschmutzungsgrad und hohen Temperaturen geeignet. Sowohl die spezielle F-Hand des Roboters als auch der gesamte Roboter zeichnen sich durch eine mehrschichtige Foundry-Lackierung mit sehr guter Endhärte, Schlagzähigkeit und Abriebfestigkeit aus. Die Lackierung ist chemisch resistent gegen verdünnte Säuren und Laugen und kurzzeitig temperaturbeständig. Dabei sind alle Roboter der KR FORTEC Serie auch - wie bei MERZ der Fall - für den Einsatz auf Lineareinheiten optimiert. Die Lineareinheit KL 1500-3 ist speziell für hohe Traglasten konzipiert. Die translatorische Bewegungseinheit vergrößert den Arbeitsraum des Roboters deutlich. Besonders geeignet ist die Fahrachse, um Werkstücke oder Werkzeuge innerhalb des Arbeitsbereiches des Roboters zu bewegen, z.B. zur Bestückung mehrerer Maschinen.
Ziele erreicht, Erfolge schnell sichtbar
Die gute Zusammenarbeit zwischen den beiden Integratoren war maßgeblich entscheidend für die schnelle und erfolgreiche Fertigstellung der Anlage. "Zusammen mit SOFLEX haben wir frühzeitig gemeinsame Schnittstellen und einzelne Arbeitsbereiche genau definiert. Außerdem haben wir die Software und das Robotersystem vor Inbetriebnahme ausgiebig getestet", bilanziert Burkert. Bereits nach kurzer Einarbeitungszeit waren die Mitarbeiter der Firma MERZ im Umgang mit dem Roboter bestens vertraut. Per Touchpanel können sie heute alle erforderlichen Befehle und Aufgaben ohne spezielle Roboterkenntnisse direkt erteilen. Siegfried Carl Keck, der Geschäftsführer der MERZ Maschinenbau GmbH, kann bereits ein erstes positives Fazit der neuen Anlage ziehen: "Sämtliche vorformulierten Ziele wurden erreicht. Hinzu kommt, dass wir unseren Service durch die verkürzten Lieferzeiten und bessere Termintreue deutlich aufgewertet haben. Nicht zuletzt trägt die roboterbasierte Lösung zu einer besseren Maschinennutzung, erhöhten Qualität und zu verbesserten internen Abläufen bei."
