Welche Herausforderungen galt es zu lösen und welcher konkrete Nutzen ergab sich?

Es kommt immer wieder vor, dass größere Bauteile zu bearbeiten sind, die nicht auf eine konventionelle CNC-Maschine passen. Oder dass mehrere Arbeitsschritte möglichst effizient und platzsparend automatisiert werden sollen. Das Fehlen einer maßgeschneiderten Komplettlösung im Bereich der Bearbeitungszellen – mit nur einem Ansprechpartner für Hard- und Software sowie Elektronik – war der Anlass zum Bau der Roboterzelle.

Roboterzellen bzw. Roboterstraßen erleichtern in vielen Branchen und Anwendungs­bereichen die tägliche Arbeit. Dadurch können zum einen Wiederholgenauigkeiten garantiert und zum anderen durch die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine Zeit- und Kosteneinsparungen realisiert werden.

„Wir passen Bauraum sowie Roboter und Werkzeuge individuell an die Wünsche unserer Kunden an. Somit sind in Bezug auf Branche oder Einsatzgebiet keine Grenzen gesetzt“.

Thomas Wieland, Bereichsleiter Engineering und Robotik bei Toolcraft

Wie lässt sich der Industrie 4.0-Lösungsansatz beschreiben?

Die Roboterzelle bietet allen erdenklichen Spielraum für maßgeschneiderte Komplett­lösungen. Sie ist flexibel und universell einsetzbar, platzsparend und kostengünstig.

Was konnte erreicht werden?

Toolcraft bietet Automationslösungen in den Bereichen Metall- und Kunststoffverarbeitung, Holz- und Modellbau sowie Grünling- und keramische Verarbeitung. Je nach eingesetztem Roboter kann dieser Polieren, Zerspanen, Schleifen, Bohren, Besäumen, Gewindeschneiden bzw. Nachschneiden sowie Entgraten. Der Knickarmroboter kommt an Stellen heran, die ohne Umspannen auf einer CNC-Maschine nicht möglich sind. Je nach Aufgabenstellung kann er an verschiedenen Stationen das Bauteil fertig bearbeiten, ohne dass es den Bauraum verlassen muss. Durch eine 3D-Simulationssoftware können sogar aufwendige physische Tests eingespart werden. Die Software erlaubt es, ganz bequem per Eingabe aller Parameter die Automatisierung mehrerer Arbeitsschritte zu visualisieren. Durch die Visualisierung werden die Planung der Anlagen, die Machbarkeitseinschätzung der Aufgabe sowie die Kostenermittlung wesentlich erleichtert.

Mit welchen Maßnahmen wurde die Lösung erreicht?

Die erste Roboterzelle diente als Messezelle für das Partnerunternehmen Unicam, um Robotersoftware erlebbar zu machen. Das Projekt wurde im Rahmen des Zentralen Innovationsprogramms Mittelstand (ZIM) durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert und in 2018 als ZIM-Projekt des Jahres ausgezeichnet. Beim Bau der Zelle kamen die langjährige Erfahrung in der Zerspanung sowie die Zusammenarbeit mit dem Softwarehaus Unicam zum Tragen. Zu Beginn einer jeder Roboterlösung steht die zu automatisierende Applikation. In der Konzeptphase wird die Idee zur Automatisierung entwickelt und in 3D visualisiert. Danach folgt der Bau der Zelle oder Straße inkl. sämtlicher Hard- und Software. Auch die Programmierung wird von Toolcraft übernommen. So erhält jeder Kunde eine Integrationslösung nach seinen individuellen Bedürfnissen.

Was können andere davon lernen?

In der Serienproduktion sind Schulungen und Testaufbauten meist nicht unterzubringen – zu groß sind dabei die Produktivitätseinbußen. Die Academia Box, eine voll funktionsfähige Schulungszelle, bietet Bearbeitungsprozesse und Anwendungen wie Greifen, Picken, Halten sowie Sortieren. Ihre robuste Konstruktion und Bauweise ermöglichen schnelle Bewegungsgeschwindigkeiten bei hoher Präzision. Die Zelle ist individuell auf die Bedürfnisse der Anwender anpassbar. Zusätzlich zum Grundmodel sind Ausbaustufen möglich. So kann zusätzlich eine Frässpindel eingebaut werden. Durch die G-Code-Programmierung (bekannt von CNC-Bearbeitungszentren) ist die Academia Box einfach zu bedienen und unverzüglich einsatzbereit.