Biegen von Drähten und Rohren bei Wafios
Roboter als Automations-Herzstück
Für die automatisierte Verarbeitung von Draht und Rohr setzt das Unternehmen Wafios auf drei KUKA Roboter: einer vom TYP KR 30-3 und zwei vom Typ KR 90 R3100 extra aus der KR QUANTEC-Serie.
WAFIOS mit Sitz in Reutlingen bei Stuttgart ist ein weltweit führendes Unternehmen im Maschinenbau. Spezialisiert hat sich das Unternehmen auf die Fertigung technisch anspruchsvoller Maschinen für die draht- und rohrverarbeitende Industrie. Das 2015 gegründete Tochterunternehmen WPT WAFIOS Production Technology GmbH & Co hat als Industriedienstleister die gesamte Wertschöpfungskette der Kunden im Blick. Es entwickelt, projektiert und verkauft weltweit komplette Produktions- und Fertigungsanlagen für die Verarbeitung von Draht und Rohr, inklusive der dazu gehörenden Produktionstechnologien.
Da die zu bearbeitenden Materialien während des Biegevorgangs auf eine Temperatur von 950°C erhitzt werden, können sich die Mitarbeiter nur mit speziellen Schutzvorrichtungen im Umfeld bewegen. Millimetergenaues Arbeiten ist unter diesen Arbeitsbedingungen fast unmöglich. WPT WAFIOS entschied sich daher für eine roboterbasierte Automation der Produktionsanlagen. Die geforderte Flexibilität und Präzision garantieren heute drei KUKA Roboter: einer vom TYP KR 30-3 und zwei vom Typ KR 90 R3100 extra aus der KR QUANTEC Serie.
Die zentralen Anforderungen: Flexibilität und große Reichweite
Die Roboter mussten ein klares Anforderungsprofil erfüllen: Bei großer Reichweite sollten sie gleichzeitig auf sehr engem Raum mehrere Operationen durchführen können, ohne miteinander zu kollidieren. Diese Grundvoraussetzung sah WPT WAFIOS bei KUKA erfüllt. „Ein weiterer entscheidender Grund für die Zusammenarbeit mit KUKA war die räumliche Nähe. Unser Unternehmen in Reutlingen liegt keine 150 Kilometer vom KUKA Firmensitz entfernt. Außerdem ist der Augsburger Roboterspezialist mit seinen Colleges zur Schulung unserer Mitarbeiter weltweit vertreten. Das erleichtert die Zusammenarbeit auf globaler Ebene enorm“, betont Thorsten Luik, Vice President Technical Sales bei WPT WAFIOS.
Maximale Synchronisierung für höchste Effizienz
Seit September 2015 befindet sich bei WPT WAFIOS die erste Anlage in Betrieb. Verläuft alles nach Plan, kann im März 2016 erstmals eine Anlage dieses Typs an einen Kunden übergeben werden. In der bereits installierten Anlage werden Stabilisatoren für die Automobilindustrie produziert. Ein Stabilisator ist ein Federelement, das im Fahrwerk eines Automobils zum Einsatz kommt, um dem Wanken des Fahrzeugs entgegenzuwirken und so zur Verbesserung der Fahrdynamik beiträgt. In der Regel handelt es sich dabei um einen Rundstahl mit gleichsinnig umgebogenen Enden (C-förmig), welcher die Radaufhängungen miteinander verbindet.
Unabhängig davon, was gefertigt wird, sind die Anlagen ähnlich aufgebaut: Nachdem die einzelnen, zu bearbeitenden Stabilisatoren im ersten Arbeitsbereich vom restlichen Draht oder Rohr abgetrennt und gebogen wurden, nimmt sie der KR 30-3 auf und legt sie auf ein Förderband. Dieses transportiert den Stabilisator in den zweiten Arbeitsbereich. Dort wartet bereits der erste KR 90 R3100 extra. Dieser nimmt das Element auf, vermisst das linke Ende und führt den Stabilisator einem Induktionsheizgerät zu, welches das Werkstück auf 950°C erhitzt.
Das erhitzte Ende kann nun nahezu frei von einer Presse geformt werden, die den Stabilisator vom KR 90 R3100 extra zugeführt bekommt. Während der erste Stabilisator noch in der Presse gebogen wird, startet der zweite KR 90 R3100 extra seine Arbeit. Dabei führt dieser die gleichen Tätigkeiten aus wie der Erste: Ein Stabilisator wird vom Förderband aufgegriffen, vermessen, erhitzt und der Presse zugeführt. Der Rhythmus der Roboter ist genau so programmiert, dass, sobald der erste Roboter mit der Arbeit an der Presse fertig ist, der zweite Roboter das Element zur Umformung in die Presse gibt.
Wenn der Roboter den Stabilisator aus der Presse abtransportiert, ist der Arbeitsvorgang noch nicht abgeschlossen. Nun wird das andere Ende vermessen und mittels Induktion erhitzt. Dann erfolgt dieser Ablauf von neuem. Wenn beide Enden den Vorgaben entsprechend gebogen wurden, legen die Roboter die Stabilisatoren auf ein zweites Förderband zum Abtransport aus der Anlage. Der Vorteil dieses Verfahrens liegt auf der Hand: Zwei Roboter sind doppelt so schnell. Zudem ist der Arbeitsrhythmus exakt definiert, sodass kein Roboter auf den anderen warten muss. „Damit ist die maximale Effizienz gewährleistet“, so Luik.
Komplexes Zusammenspiel der Roboter
Innerhalb des KUKA Produktportfolios entschied sich der Industriedienstleister aufgrund des Anforderungsprofils für die Roboter vom TYP KR 30-3 und KR 90 R3100 extra. Der KR 30-3 ist ein wahrer Bewegungskünstler. Bei einer Traglast von maximal 30 kg kann der Roboter einen Arbeitsbereich von über zwei Metern abdecken. Damit spielt der KR 30-3 bei Raum und Kosten sparenden Anlagenkonzepten seine volle Stärke aus.
Der KR 90 R3100 extra aus der bewährten KR QUANTEC Serie ist ein Meister der Vielseitigkeit und Flexibilität. Auch bei Präzision, Performance, Energieeffizienz und Verfügbarkeit ist der Roboter nahezu unschlagbar. Darüber hinaus verfügt er mit einer Reichweite von 3,1 Metern und einer Traglast von 90 kg über einen großen Arbeitsradius.
Das Zusammenspiel, vor allem der beiden KR QUANTEC Roboter, wirkt äußerst harmonisch. Tatsächlich steckt dahinter ein großer technischer Aufwand. Diesen leistet die KUKA Software KUKA.HMI zenon. Der Anwender kann ganz einfach und ohne besondere Programmierkenntnisse die idealen Bewegungen der Roboter programmieren.
Die Roboter befinden sich zudem innerhalb der Anlage am jeweils besten Standort, damit sie sich nicht in die Quere kommen, beide aber trotzdem unkompliziert den kompletten Arbeitsbereich nutzen können. Da jeder Stabilisator seine eigene Geometrie aufweist, muss der Roboter beim Vermessen sehr präzise arbeiten, damit in der Presse die genauen Umformungen durchgeführt werden können.
Flexibilität der Anlage überzeugt
Mittlerweile ist die Anlage seit einiger Zeit erfolgreich in Betrieb. Luik zieht daher ein positives Fazit: „Wir sind sehr zufrieden mit der roboterbasierten Lösung. Insbesondere die Flexibilität bei der Produktion ist für uns ein entscheidender Vorteil gegenüber dem Wettbewerb.“
Die Anlage mit den drei KUKA Robotern erlaubt es, die Anforderungen der Kunden nach hoher Flexibilität und Reproduzierbarkeit zu erfüllen – und das bei immer geringer werdenden Losgrößen. Das Fazit: Die Anlage erfüllt die in sie gesetzten, hohen Erwartungen hinsichtlich Produktivität, Qualität und Flexibilität in vollem Maße.
Mehr Informationen zur KUKA Roboter GmbH:
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KUKA Roboter GmbH |
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Zugspitzstraße 140 |
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86165 Augsburg |
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Tel.: +49 821 797-4000 |
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Fax: +49 821 797-4040 |
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E-Mail: info@kuka-roboter.de |
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www.kuka-roboter.de |
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