Robotik und Montage
Wo Automatisierung bereits Standard ist
„Effiziente Produktion mittels modernster Technik“– so beschreibt Heemskerk Fijnmechanica seine Vision. Dass der Hersteller für feinmechanische Produkte diese Vision tatsächlich lebt, erkennt man bei einem Blick in die Produktion schnell. Neben Cnc-maschinen werden auch Roboter eingesetzt. Darunter sind acht Cobots von Universal Robots, die die Mitarbeiter bei der Bestückung der Cnc-maschinen unterstützen.
HEEMSKERK FIJNMECHANICA ist ein „Early Adopter“im Bereich der Automation. Bereits in den 80er Jahren begann der Familienbetrieb auf Cnc-maschinen zu setzen und integrierte Industrieroboter in seine Fertigung, als dies außerhalb der Automobilproduktion noch äußerst unüblich war. So ist es nicht verwunderlich, dass Heemskerk auch Ur-roboter seit der ersten Stunde nutzt. „Ich habe schon immer an Automatisierung geglaubt. Damit haben wir unser Wachstum gesichert – vom Ein-mann-betrieb, als mein Vater das Unternehmen in den 70er Jahren gründete, bis zu den über 50 Mitarbeitern heute“, erklärt Lucien Heemskerk, Inhaber und Geschäftsführer.
Unternehmen, unter anderem aus der Luftfahrt-, Automobiloder Verpackungsindustrie gehören zu den Auftraggebern, für die das mittelständische Unternehmen feinmechanische Bauteile aus unterschiedlichen Metallarten, zum Teil auch in sehr kleinen Losgrößen, produziert.
„Um im internationalen Wettbewerb mithalten zu können, müssen wir effizient arbeiten und brauchen viele Produktionsstunden“, erklärt Heemskerk. „Wer seine Fertigung weiterhin in den Niederlanden halten möchte, der muss kreativ werden und es anders machen als alle anderen.“Für Heemskerk bedeutete das, eintönige Aufgaben wie die Bestückung von Cnc-maschinen oder das Reinigen von Werkstücken zu automatisieren.
Die ständig wechselnden Produkte in schwankenden Losgrößen stellten dabei jedoch eine große Herausforderung dar: Die Maschinen müssen für jeden Auftrag neu programmiert werden, bei kleinen Losgrößen bedeutet das jeden Tag eine Umprogrammierung. Ur-roboter mit ihrer einfachen Bedienbarkeit sind hierfür bestens gerüstet. Dank der intuitiven Bedienoberfläche kann jeder Mitarbeiter, auch ohne große Vorkenntnisse, die Cobots programmieren. Innerhalb kürzester Zeit sind die Ur-roboter damit auf die neuen Produkte eingestellt.
Auch das Ökosystem UR+ rund um Universal Robots hilft bei diesen besonderen Ansprüchen. Mit den stetig wechselnden Bauteilen gehen auch jeweils wechselnde Greifspannen und neu zu programmierenden Greifwege der Roboter einher. Um auf diese optimal reagieren zu können, können alle Peripherieprodukte, wie Greifer, Sensoren oder Visionssysteme, nach dem Plug & Play-prinzip implementiert werden.
Wettbewerbsvorteil durch Innovationsbereitschaft
Die einfache Bedienbarkeit war jedoch nicht die einzige Eigenschaft, die Heemskerk überzeugte. „Was mich gleich an den Cobots von Universal Robots faszinierte, waren die Sicherheitsfeatures. Ein Roboter, der direkt neben dem Menschen arbeiten kann, das hatte es so noch nicht gegeben“, erinnert sich Lucien Heemskerk.
Die Möglichkeit, Mensch und Roboter nach einer abgeschlossenen Risikobeurteilung ohne Schutzzäune nebeneinander arbeiten zu lassen, war zum Markteintritt von UR ein Novum im Bereich der Robotik. Diese neue Art des Robotereinsatzes, bekannt auch als Menschroboter-kollaboration (MRK), wird durch
die integrierten Sicherheitsfunktionen der Roboter erreicht: Sie begrenzen unter anderem Kraft, Leistung und Geschwindigkeit des Roboters, wenn er in Kollaboration mit dem Werker tritt. Sobald der Cobot eine unerwartete Kollision mit dem Menschen erkennt, erfolgt seine Abschaltung hochsensibel beziehungsweise werden die maximal auftretenden Kräfte und Drücke reduziert. Die Tatsache, dass dadurch keine Schutzumhausung nötig ist, sorgt für eine schlanke und wandlungsfähige Produktion.
Auch Lucien Heemskerk sah diese Eigenschaften als äußerst wertvoll für die Fertigung an: Bei stets begrenztem Platz war die Möglichkeit, die Roboter ohne großen Implementierungsaufwand, wie dem Einbau von Schutzzäunen, direkt neben den Mitarbeitern und Cnc-maschinen einsetzen zu können, sehr verlockend. Von den Vorteilen überzeugt, integrierte das Unternehmen mit Hilfe des Partners und Ur-systemintegrators Gibas Automation B.V. einen der ersten Cobots in den Niederlanden: einen UR5 mit einer Gebläse-applikation zum Reinigen von Werkstücken. Diese Aufgabe führt der Roboter bis heute aus. Hierbei werden kleinere Werkstücke, wie etwa Metallringe, in ein Sieb gegeben, welches vor dem Roboterarm platziert wird. Mithilfe seiner Gebläse-applikation pustet er dann zur Reinigung den Staub und lose Teile von den Werkstücken.
Roboter zur effizienten Produktion
Über die letzten zehn Jahre hat dieser erste Roboter weitere „Kollegen“bekommen. Inzwischen sind bei Heemskerk acht Ur-cobots im Einsatz, ein UR5 und sieben UR10. Davon bestücken fünf nach ihrer Traglast benannten UR10 unterschiedliche Cnc-maschinen. Hierfür nehmen sie das zugeschnittene Rohmaterial auf, um es anschließend in der Maschine zu platzieren. Während diese im nächsten Schritt aus einem einfachen Metallklotz ein filigranes Werkstück fräst, bringt der UR das nächste Teil in Position. Ist die Maschine fertig, entnimmt der Cobot das Werkstück und setzt das nächste ein.
Da die Taktzeiten sich hierbei auch mal über fünf Minuten erstrecken können, bietet es sich geradezu an, diese Tätigkeit zu automatisieren. Müsste die Cnc-maschine per Hand bestückt werden, wäre die Aufgabe nicht nur wegen ihrer repetitiven Art ermüdend, sie würde zudem Personalressourcen durch lange Wartezeiten in Anspruch nehmen. „Früher habe ich die Maschinen per Hand selbst bestückt. Eine ermüdende Aufgabe, vor allem bei den langen Taktzeiten“, erzählt Anton van Dam, der bereits seit mehr als 25 Jahren bei Heemskerk arbeitet. „Heute programmiere ich die Roboter jeden Tag aufs Neue und entwickle für sie neue Anwendungen. Dadurch ist mein Job viel abwechslungsreicher geworden.“
Zwei weitere UR10 arbeiten mit einem herkömmlichen Industrieroboter zusammen, um Werkstücke zu reinigen. Dabei nimmt der Industrieroboter Teile aus einer Cnc-maschine und legt sie ab. Der Ur-cobot nimmt sie daraufhin auf und tunkt sie nacheinander in verschiedene Flüssigkeiten zur Reinigung. Abschließend hält der Roboter die Werkstücke zum Trockenblasen in eine Maschine und legt sie ordentlich auf einem Tray ab. In dieser Anwendung sind die kollaborierenden Roboter hinter einem Sicherheitszaun montiert – nur deshalb, da sie direkt mit dem Industrieroboter zusammenarbeiten, der diese Sicherheitsvorkehrung benötigt.
Keine Angst vor Jobverlust
Lucien Heemskerk hat früh erkannt, worum es außer der Gewinnsteigerung auch immer gehen sollte: „Es ist schwer, Fachkräfte zu finden. Die, die man hat, muss man halten. Indem die Roboter langweilige und anstrengende Aufgaben übernehmen, kann ich meinen Mitarbeitern interessantere Tätigkeitsfelder und mehr Verantwortung bieten.“Mensch und Roboter konkurrieren also nicht um Arbeitsplätze, sondern die Mitarbeiter gewinnen mit den Cobots vielmehr einen Partner hinzu, der ihnen die Weiterentwicklung ermöglicht.
„Wir haben vor 18 Jahren begonnen, erste Automatisierungslösungen einzusetzen. Seitdem sind wir stetig gewachsen – im Produktionsvolumen ebenso wie in den Mitarbeiterzahlen. Für mich ist das ein klares Zeichen: Automatisierung schafft und sichert Jobs in den Niederlanden“, sagt Heemskerk. Das mittelständische Unternehmen hat verstanden, wie die Produktion der Zukunft aussehen sollte und wird – und hat diese Zukunft bereits erfolgreich umgesetzt.