Fanuc CR-35iA: Pushing production for shaping best mobility

V.l.: Alexander Gerauer, Technischer Leiter Unit Mechatronik Knorr-Bremse in Aldersbach, Thomas Eder, Geschäftsführer Fanuc Österreich.

Knorr-Bremse mit Firmenhauptsitz in München ist Weltmarktführer für Brems- und weitere Systeme für Schienen- und Nutzfahrzeuge. Rund 29.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter setzen sich mit Know-how und Leidenschaft für ihre Kunden und Partner ein – an über 100 Standorten in mehr als 30 Ländern rund um den Globus. 2019 erwirtschaftete der Konzern mit seinen beiden Unternehmensbereichen einen Umsatz von 6,9 Mrd. Euro.

Am Standort Aldersbach – welcher als „verlängerte Werkbank“ des Konzernhauptsitzes 1980 gegründet wurde – konzentriert man sich hingegen ausschließlich auf die Produktion von Systemen für Nutzfahrzeuge, wie für Trucks, Busse und Sonderanfertigungen, mit denen gesamt auf etwa 40 global verteilten Standorten gut drei Milliarden Euro Umsatz jährlich erwirtschaftet werden. In Aldersbach darf man sich allerdings als der größte Nutzfahrzeuge-Standort des Knorr-Bremse Konzerns rühmen, da dort von ca. 1.000 Mitarbeitern die meisten Technologien erstellt werden und in Folge sich diese Niederlassung als mechatronischer Leader des Konzerns etabliert hat. So werden aktuell in Aldersbach neue Linien für die Standorte in Nordamerika und zukünftig in China geplant – das sind schon zwei sehr beachtliche Projekte, bei denen die Aldersbacher technologisch hohe Verantwortung tragen. Doch bei dem langjährig aufgebauten Know-how sind sich die Ingenieure ihrer Kompetenz bewusst und halten auch ihren technologischen Weitblick stets am Puls der Zeit. Dementsprechend wird derzeit auch eine neue knapp 2.000 m2 große Versuchshalle gebaut, welche Entwicklungen und Tests für die Erstellung mechanischer Produkte – wie beispielsweise Scheibenbremsen – und mechatronischer Systeme beherbergen wird.

„Bei den Systemen und Produkten, die wir täglich verkaufen, handelt es sich um etwa 530 Getriebesteuerungen mit hohem Anteil an Eigenfertigung, welche auf zwei Anlagen erfolgen, weiters um ca. 5.000 Bremsventile und etwa 10.000 Sensoren – vornehmlich Drehzahlsensoren“, beschreibt Alexander Gerauer, Leiter Industrial Engineering Unit Mechatronik, was die idyllisch, abseits des Mainstreams gelegene Zweigstelle Aldersbach leistet. Doch dem nicht genug, will das Werk künftig noch stärker seine Aufmerksamkeit auf die E-Mobility-Entwicklung, speziell zum Thema Autonomes Fahren von Nutzfahrzeugen lenken. „Allein in den nächsten Jahren werden wir in Aldersbach sieben neue Montagelinien mit einem jeweiligen Volumen zwischen 2 und 6 Millionen Euro installieren – die benötigen wir dringend, um die Projekte erfolgreich ins Ziel bringen zu können, die wir als Mechatronik-Leader des Knorr-Bremse Konzerns gewonnen haben“, detailliert Alexander Gerauer die Hintergründe zum stetigen Kompetenz- wie Fertigungsausbau.

Keine Berührungsängste: Der kollaborierende Fanuc-Roboter CR-35iA ist ein geliebter Kollege bei den Mitarbeitern von Knorr-Bremse – nimmt er ihnen doch die schweren Verpackungseinheiten bis zu 10 kg ab und erleichtert ihnen so den täglichen Arbeitsprozess.

Durchgängig effiziente Produktionslinien

Entsprechend den hohen Anforderungen an die Fertigung des Werkes in Aldersbach sind sämtliche Produktionslinien am aktuellsten technologischen Stand gerüstet. Egal ob Roboter oder 3D-Drucker: Innovative Technologien wie auch die durchgängige Vernetzung beschleunigen bei der Produktion von Scheibenbremsen für Lkws die Prozesse, vermeiden Fehler und machen das Werk Aldersbach zur Blaupause für die Fabrik der Zukunft. „Effizienz war und ist für uns das Entscheidende. Die Digitalisierung macht uns im Alltag schneller und reaktiver. Sie hilft uns, Handlingstufen und damit Fehlerquellen zu vermeiden“, erklärt der Aldersbacher Werkleiter Franz-Josef Birkeneder, um das Vorzeigewerk an der Spitze zu halten und setzt somit schon seit Jahren auf Vernetzung und reibungslose Kommunikation der Maschinen. „Bei uns rufen die fünf Montagebänder selbst das Material ab, das sie brauchen. Da gibt es keinen Menschen und kein Papier mehr dazwischen. So können wir ohne große Reibungsverluste jedes Band achtmal arbeitstäglich auf ein anderes Produkt umrüsten.“

Seit mittlerweile gut fünf Jahren funktioniert das System, das Birkeneder gern mit einer Perlenschnur vergleicht. Inzwischen reicht die Prozesskette von der automatischen Anforderung von Leergut über jeden Produktionsschritt bis hin zum Aufladen der fertigen Produkte auf die Lkw, die ebenfalls nach digitalem Fahrplan auf den Hof kommen.

Taktzeiten runter, Produktionseffizienz rauf – laut diesem Motto agiert der CR-35iA in der gewünschten Taktzeit und lässt die bisherige „Verpackungszeremonie“ ergonomisch werden.

Der jüngste Roboter arbeitet Hand in Hand mit Mitarbeitern

Jüngstes Beispiel für den Einsatz neuester Produktionstechnologie ist ein kollaborativer Roboter, welcher Hand in Hand – also ohne Schutzzaun – mit den Mitarbeitern direkt im Handhabungs- und Verpackungsprozess am Ende eines Bandes, die elektronische Luftaufbereitung EAC2 für einen großen Lkw-Hersteller fertigt. „Wir benötigten an dieser Linie eine höhere Kapazität, was die Reduzierung der Taktzeiten verlangte“, konkretisiert Alexander Gerauer die Anschaffung eines kollaborativen Roboters, „und gleichzeitig auch eine ergonomische Entlastung der Mitarbeiter an dieser Linie vorausschickte, da die zu handhabenden Werkstücke ein Gewicht von rund 10 kg haben.“ Eine weitere Lösung verlangte die sehr beengte Platzsituation, die bei sämtlichen Produktionslinien in Aldersbach gegeben ist. Dass diese drei Faktoren für den Einsatz eines kollaborativen Roboters sprachen, war für die Aldersbacher Ingenieure rasch geklärt.

Über Benchmark-Analysen, Recherchen und Anfragen bei anderen Firmen mit ähnlichen Anforderungen, wurden Alexander Gerauer und sein Team schließlich fündig: Der kollaborative Roboter CR-35iA von Fanuc würde das passende Handling-Gerät sein. Allerdings gab es für den 2015 bei Fanuc aus der Taufe gehobenen CR-35iA zum damaligen Zeitpunkt des Bedarfs nur einen Musteraufbau bzw. eine Testapplikation bei einem Automobilhersteller – also keine Integration in ein bestehendes System einer Linie und auch keinerlei Kennzahlen zu evtl. realisierten schnelleren Taktzeiten.

Nur 5 m2 Platz benötigt der kollaborierende Fanuc-Roboter CR-35iA – ideal für die Nachrüstung in beengten Platzverhältnissen.

Geschafft – der große Grüne erfüllt alle Anforderungen

„Kollaborative Roboter verfügen über ausgefeilte Sensorik, welche die Kraftaufnahme in jeder Sekunde messen und Sicherheitsfunktionen übernehmen“, erklärt dazu Alexander Gerauer. „Droht die Berührung mit einem Mitarbeiter, stoppt der Roboter sofort. Somit fährt der kollaborative Roboter aus Gründen der Sicherheit im Vergleich zu einem eingehausten Roboter relativ langsam. Doch gemeinsam mit Fanuc und dem Systemintegrator DFT Maschinenbau gelang es uns, die Taktzeiten so zu adaptieren, dass der kollaborative CR-35iA sich perfekt unserem gewünschten Arbeitsablauf anpasst und unsere angestrebten Taktzeiten sicher und präzise gemeinsam mit dem jeweiligen Mitarbeiter schafft. Das Unterfangen verlangte zwar einige Testläufe mit unterschiedlichsten Anpassungen, aber mit Hilfe von Fanuc und DFT gelang dies mit großem, jedoch professionellem Aufwand und ließ auch den Erfahrungsschatz unseres Entwicklungsteams bereichern. Darüber hinaus benötigen wir an dieser Linie für den kollaborativen Roboter lediglich 5 m2 – also wesentlich weniger Platz, als ein eingehauster Roboter beansprucht hätte.“

Bühne frei für viele Anwendungsszenarien

Bei der Entwicklung seines ersten kollaborativen Roboters, nämlich des CR-35iA, galt für Fanuc das entscheidende „Contact Stop“-Kriterium, über dieses verfügt der grüne Roboter auch in geprüfter Qualität. „Der CR-35iA erfüllt die Sicherheitsanforderungen der ISO 10218, Performance Level d (PL D) und wurde vom TÜV entsprechend zertifiziert. Darüber hinaus stellt der weiche Überzug des Roboters einen zusätzlichen Schutz zur Reduzierung der Berührungskräfte dar. Und als zweite wichtige Funktion gilt die „Push to Escape“-Eigenschaft, bei der sich der Roboter vom Bediener in jede beliebige Richtung verschieben lässt“, bestätigt Thomas Eder, Geschäftsführer von Fanuc Österreich.

Zum heutigen Zeitpunkt darf sich Fanuc bereits einiger weiterer kollaborativer Roboter rühmen: Die Palette verfügt mittlerweile über acht willige Helfer, welche jeweils Nutzlasten bis zu 4, 7, 7L, 10, 14, 15 oder 35 kgbewegen können. Zur Messe Automatica, im Dezember 2020, werden die nagelneuen siebten und achten Modelle, nämlich der CRX-10iA mit einer Reichweite von 1,249 mund der CRX-10iA/L mit einer Reichweite von 1,418 mvorgestellt, deren Tragkräfte jeweils bis 10 kg erreichen. „Diese jüngsten Roboter zeigen sich als kompakteste aller kollaborierenden Fanuc-Roboter, präsentieren sich entsprechend ihrem Leichtgewicht erstmals in weißem Outfit und werden mit einer völlig neuen easy to use Bedienung eine neue Klasse von Industrierobotern begründen“, erklärt Thomas Eder.

Allen Modellen haftet die sichere Zusammenarbeit mit Menschen wie auch ihre Anschlussfähigkeit an sämtliche Systeme einer vernetzten Fabrik an, allesamt zeichnen sie sich durch ihre einfache Programmierung und Handhabung aus und jeder von ihnen kann mittels verschiedenen Zubehörs, wie Fanuc Vision Sensoren bzw. Fanuc 3D Area Sensoren oder iRPickTool und etlichen Features mehr seine Aktivitätsansprüche erweitern. Ihre Beliebtheit führt sie über die letzten Jahre gerne zum Einsatz in Branchen der Automobil-, Verpackungs- und Distributions- wie Metallindustrie – so wie eben auch bei Knorr-Bremse in Aldersbach.

Und übrigens, die Begeisterung der Ingenieure und Mitarbeiter von Knorr-Bremse ob des kollaborierenden Fanuc-Roboters zeigt ihre Wirkung, denn laut Alexander Gerauer sollen in den in Planung befindlichen Linien in Aldersbach wie auch in Nordamerika künftig auf alle Fälle weitere Fanuc-Roboter zum Einsatz kommen.

(domain https://mkt.fanuc.eu/x