Mächtig produktiv!

Bei der Neuordnung des Produktionsabschnittes „Strahlen“ war zusammen mit Systemintegrator HMS Mechatronik die flexible Lösung mit dem sechsachsigen M-2000iA/1350 kg Roboter von Fanuc entwickelt worden.

Selten ist eine Innovation in einer Produktionshalle so augenfällig, selbst in der weitläufigen Halle der GF Fittings in Traisen. Dort arbeitet ein Schwerlast-Roboter, der seiner Klasse alle Ehre macht: 1.350 kg Traglast sind eine „Gewichtsklasse“, in der sonst Hallenkräne zuhause sind. Flexibilität dagegen ist der große Pluspunkt von Roboterlösungen.

Der Standort von GF hat Tradition. Seit über einem Jahrhundert werden dort Gewindefittings aus Temperguss hergestellt. Rund 450 Menschen arbeiten an diesem Standort, der innerhalb der Unternehmensgruppe als Kompetenzzentrum für diese bewährten Rohrverbindungsteile gilt. Alle Bauformen und Varianten der in Traisen gegossenen Rohlinge summieren sich auf einen Produktionsausstoß von rund 14.000 Tonnen.

Der M-2000iA ist auf einer Linearachse montiert, die zusätzlich sechs Meter Verfahrweg bringt. Damit Verfahrachse und Roboter sicher verankert werden können, musste eigens ein neues Fundament angelegt werden. Weitsichtig hat man die Fahrbahn im Boden versenkt.

Am Puls der Zeit mit neuesten Produktionstechniken

„Wir überlassen Innovationen nicht dem Zufall“, heißt es in einer Unternehmensdarstellung. Das gilt nicht nur für die Produkte selbst, sondern auch für die Entwicklung von Produktionstechniken. Dass das kein Spruch für das Poesiealbum ist, zeigt sich in der neuesten Anlage, die kürzlich in Betrieb gegangen ist. In diesem Produktionsabschnitt werden die gegossenen Teile gestrahlt oder (gescheuert) bevor sie spanend bearbeitet werden.

Fast wäre es ein doppelter Rekord geworden: größter Roboter und größter Roboter auf einer Verfahrachse, jedenfalls in Europa. Da Fanuc gerade einen M-2000iA mit 1.700 kg Traglast vorgestellt hat, bleibt dem bei GF Fittings installierten Roboter „nur“ eine Rekordmarke. Bei der Neuordnung des Produktionsabschnittes „Strahlen“ war zusammen mit Systemintegrator HMS Mechatronik die flexible Lösung mit dem sechsachsigen M-2000iA/1350 kg entwickelt worden. Andere Lösungen, z. B. mit einem Portalkran zur Beschickung der Maschinen und Aggregate, waren wegen baulicher Gegebenheiten nicht möglich.

Die flexible Lösung für GF: Der sechsachsige Roboter M-2000iA mit 1350 kg Traglast von Fanuc.

Ein Roboter mit über 1.200 kg Traglast?

Dem innerbetrieblichen Transport dienen robuste Blechboxen mit einer Grundfläche von 600 mm x 800 mm. Leicht auszurechnen, dass eine mit Gussteilen gefüllte Box eine gute Tonne auf die Waage bringt. Die Gussrohlinge selbst sind bis zu einer Faust groß und es gibt hunderte von unterschiedlichen Ausführungen. Bislang hat man die Behälter mit Staplern an die jeweiligen Maschinen und Aggregate transportiert, sofern gerade ein Stapler verfügbar war. Die Maschinen selbst waren – historisch gewachsen – nicht nebeneinander platziert. Transportart und Maschinenstruktur hatten zu einem regen Staplerverkehr geführt, der nicht zur Wertschöpfung beitrug, aber viel Durchlaufzeit beanspruchte. Laufende Prozessoptimierungen boten die Chance, einen Schnitt zu machen.

Prinzipiell hätte man bei kleineren Transportboxen einen kleineren Roboter einsetzen können. Dazu hätte man aber eine sehr große Zahl an Boxen tauschen müssen. Halb so groß, halb so schwer – rechnerisch wäre immer noch ein Schwerlastroboter mit 700 kg erforderlich gewesen. Manuel Ebner, Vertriebsleiter bei Fanuc Österreich, hätte auch da ein gutes Angebot aus dem Fanuc-Portfolio machen können: „Wir haben eine so breite Range an Robotern, dass wir in jedem Fall ein optimales passendes Angebot unterbreiten können.“ Und Thomas Eder, Geschäftsführer Fanuc Österreich, ergänzt: „Mit dem neuen 1.700 kg-Gerät erweitern wir unser Programm in eine konkurrenzlose Größenordnung. Das wird uns in die Lage versetzen, unseren Kunden auch neue, flexible Produktionskonzepte anbieten zu können.“

Roboter-Reichweite fulminant erhöht

Als ob der Roboter mit 3.900 mm nicht schon eine enorme Reichweite hätte: Bei GF Fittings realisierte Systemintegrator HMS Mechatronik eine Weltpremiere. Der M-2000iA ist auf einer Linearachse montiert, die zusätzlich sechs Meter Verfahrweg bringt. Auch diese Linearachse von Winkel ist als Servoachse in die Robotersteuerung integriert. Damit Verfahrachse und Roboter sicher verankert werden können, musste eigens ein neues Fundament angelegt werden. Weitsichtig hat man die Fahrbahn im Boden versenkt. Manuel Ebner: „Damit könnte die Achse im Bedarfsfall abgedeckt und der Hallenboden normal befahren werden.“

Mit dem Roboter auf der Rail hat die Produktionsleitung auch die gewünschte klare und übersichtliche Struktur der automatisierten Bearbeitung. Zudem konnten Maschinen und Aggregate aus dem Bestand integriert werden. Die einzelnen Stationen sind platzsparend nebeneinander angeordnet. Die Anordnung wurde gewählt, weil die Aggregate zur Bearbeitung relativ groß sind. Zu groß jedenfalls, als dass man sie rund um den Roboter hätte anordnen können.

Bei der neu konzipierten Anlage holt der Roboter von einer zentralen Übergabestation jeweils eine Box ab und schüttet den Inhalt in den Aufnahmetrichter der jeweiligen Strahl- oder Scheueranlage. Die Box wird unter dem Aggregat platziert und die fertig gestrahlten Komponenten fallen hinein. Die volle Box holt der Roboter wieder ab. Je nach Art und Intensität der Oberflächenbehandlung dauert ein Zyklus acht bis neun Minuten. Damit ist der Roboter zeitlich nicht extrem ausgelastet. Der mächtige M-2000iA spielt seine ganze Stärke beim Kippen der Boxen aus. Dann zeigt er, welche Momente das Handgelenk bewältigen kann.

Innovative, kundenorientierte Greiferlösung

Als „Lastaufnahmemittel“ hat HMS einen Greifer mit Servomotoren von Fanuc gebaut. Dieser Greifer ist an die bis dahin verwendeten Staplergabeln angelehnt. Denn das Handling der Boxen und der Schüttvorgang selbst hatten sich ja bewährt. Doch während das Stapleranbaugerät hydraulisch arbeitete, drängte sich die Servoantriebstechnik für den Robotergreifer geradezu auf. Manuel Ebner: „Rail und Greifer sind als Servoachse in die Robotersteuerung integriert.“

Im Prinzip ist die Aufgabe einfach und der Arbeitsbereich des Roboters abgeschirmt. Trotzdem hat man die Sicherheitssoftware Dual Check Safety, kurz DCS, installiert. Diese Software schützt Mensch und Maschine indem sich im Aktionsbereich des Roboters Zonen definieren lassen, in die der Roboter nicht eindringen darf. Bei GF Fittings schützt DCS in erster Linie historische Bausubstanz. Tragende Säulen der alten Halle sind für den Roboter selbstverständlich tabu.

Fanuc als Lieferant und HMS Mechatronik als Systemintegrator haben ganze Arbeit geleistet. Beide nahmen von den Produktionsverantwortlichen bei GF Fitting gerne zur Kenntnis, „dass die Anlage vom ersten Tag an problemlos läuft und tut, was wir von ihr erwartet haben.“