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HandlingroboterAnwenderbericht

Es gibt sie noch die Maschinenbau Unternehmen, die ihre benötigten Komponenten ausschließlich in Deutschland fertigen und dabei auch profitabel sind. Die Durwen Maschinenbau GmbH schafft das, weil sie einen hohen Automatisierungsgrad in ihrer Fertigung umgesetzt hat. Bei der Herstellung seiner Anbauteile für Gabelstapler kommuniziert zum Beispiel die Steuerung der CNC-Fräs Maschinen direkt mit dem Handlingroboter von Mitsubishi Electric und kommt dabei ohne übergeordneten Master aus.

Die Durwen Maschinenbau GmbH entwickelt, produziert und vertreibt Anbaugeräte für Gabelstapler und ist in diesem Segment weltweit erfolgreich. Diese Anbaugeräte können bis zu vier Euro-Paletten neben- und zwei hintereinander aufnehmen. Während des Betriebs können sie ohne manuelle Einwirkung durch den Staplerfahrer von Mehrfach- auf Einfachgabeln und umgekehrt umgestellt werden. Sie greifen tonnenschwere Papierrollen zum Beispiel für die Druckindustrie sicher. Aufgenommene Lasten drehen sie um bis zu 360°. Last but not least können sie speziell für bestimmte Anwendungsgebiete ausgelegt werden. In dieser Marktnische an flexiblen Anbauteilen für Gabelstapler hat sich Durwen in den vergangenen Jahren einen weltweit anerkannten Namen erarbeitet.

Handlingroboter„Unsere Anbaugeräte bestehen aus verschiedenen Standard- und Spezialmodulen. Wir fertigen diese in großer Vielfalt auf 3-Achs-CNC Maschinen des japanischen Herstellers Mazak. Unsere Fertigung erfolgt zu 100 Prozent hier am Standort Plaidt. Wir haben damit eine maximale Fertigungstiefe“, erläutert Geschäftsführer Klaus Durwen.

Automatisierung durch Roboter

Bis zum Jahr 2015 mussten Mitarbeiter die Rohlinge für die benötigten Teile manuell in die CNC-Fräsen einlegen. Das jeweilige Bearbeitungsprogramm lief dann je nach Komplexität des Bauteils zwischen zwei und zehn Minuten. Anschließend entnehm dieser Mitarbeiter das Fertigteil, legte einen neuen Rohling ein und der Zyklus begann von vorn. Das Procedere wiederholte sich von Einzelteilen bis hin zu mehreren Hundert Stück in der Serienfertigung.

Künstliche Intelligenz„Diese Vorgehensweise war uneffektiv und unwirtschaftlich, daher haben wie diesen Produktionsschritt automatisiert“, erinnert sich Christian Fuchshofen, Fertigungsleiter bei Durwen.

Man entwickelte die Grundidee, die Bewegungsabläufe beim Einlegen und Entnehmen der Teile in und aus den CNC-Fräszentren von Industrierobotern durchführen zu lassen – und zwar immer gleich. Christian Fuchshofen und sein Team haben sich nach intensiven Recherchen und Machbarkeitsstudien für einen 6-Achs Industrieroboter von Mitsubishi Electric entschieden.

Und zwar aus gutem Grund: „Die CNC-Fräszentren von Mazak arbeiten auf Basis der Steuerungstechnik von Mitsubishi Electric. Wir konnten daher sehr einfach eine direkte Kommunikation zwischen der CNC- und der Robotersteuerung über CC-Link realisieren, ohne eine in solchen Konstellationen sonst übliche, übergeordnete Master-Steuerung aufbauen zu müssen“, erläutert der Fertigungsleiter

Handlingroboter ohne Master

HandlingroboterDas offene Netzwerk CC-Link bietet Protokolle zur Datenübertragung. Das machte die Roboter von Mitsubishi Electric für Durwen so attraktiv. „Mit den Steuerungen der CNC-Fräsen hatten wir bereits langjährige Erfahrungen gesammelt. So konnten wir neben den reinen Hardware-Einsparungen durch den Wegfall eines Masters pro Zelle auch ohne große Einarbeitungszeiten mit der Programmierung der Kommunikation zwischen Roboter und CNC-Fräse beginnen“, meint Herr Fuchshofen.

In das Gesamtsystem integrierten die Entwickler das Bediengerät GT25 von Mitsubishi Electric. „Damit lässt sich die Bedienung der Applikation bei einer Umrüstung sehr einfach umsetzen, weil der Bediener den Roboter nicht programmieren, sondern nur den nächsten Artikel aufrufen muss“, so Chrisitan Fuchshofen.

Knickarmroboter für CNC-Fräszellen

Mitsubishi Electric unterstütze bei der Programmierung und Integration der ersten automatisierten CNC-Fräszelle mit einem Roboter des Typs RV-13FLM-D1-S15. Sie ging nur wenige Monate nach Anlieferung in Betrieb. „Dieses Modell hat sich aufgrund seiner der Traglast von bis zu 13 kg, der Reichweite von 1388 und weil es so präzise ist, so gut bewährt, dass wir bereits kurze Zeit später zwei weitere Fräszentren um Roboter dieser Klasse erweitert haben“, so der Fertigungsleiter.

Handlingroboter mit 70 kg Tragkraft

HandlingroboterNach den positiven Erfahrungen mit den ersten drei Kleinrobotern investierte das Unternehmen schon ein Jahr später in ein brandneuen Knickarmroboter vom Typs RV-70FLM-D1-S15.

Mit 2050 mm Reichweitenradius und 70 kg Traglast werden auch dessen sechs Achsen über AC-Servomotoren angetrieben. „Diese Entscheidung war auch für uns eine Besonderheit“, berichtet Volker Betke von Mitsubishi Electric, der Durwen vertrieblich betreut. „Deutschlandweit war Durwen der erste Anwender, der einen Roboter aus der neuen 70 kg Klasse einsetzte. Der Maschinenbauer war somit ein Pionier für diese erweiterten Generation an Robotern und ein Vorreiter für die Kombination von Robotern und CNC-Bearbeitungszentren auf Basis unserer Steuerungstechnik“, sagt Herr Betke.

Die Ausweitung der Automatisierung hat sich für die Rheinländer als gute Entscheidung erwiesen: Mittlerweile wird ein Dutzend der insgesamt rund 30 Fräszellen von Durwen durch Roboter bestückt und entladen. Doch damit nicht genug.

Flexibilität bei Umrüstung für Ersatzteilgeschäft

Neben dem Verkauf kompletter Anbaugeräte sei auch ein schneller Ersatzteilservice wichtig. „Aufgrund der großen Produktvielfalt und der damit einhergehenden nötigen Einzelkomponenten können wir nicht immer alle Teile auf Lager haben. „Zwei unserer Fräszellen sind daher dafür reserviert, diese Ersatzteile zu fertigen“, so der Fertigungsleiter. Die Fräsprogramme für die große Anzahl an Standardmodulen lassen sich auch aufgrund des GT25 genauso schnell auf die aktuell benötigten Bauteile umstellen wie die Abläufe für die Roboter und die Koordination zwischen beiden Systemen. Hier mache es sich besonders bezahlt, dass die Steuerungstechnik aus einem Guss ist.

Hoher Automatisierungsgrad für die Zukunft

HandlingroboterEin Grund für die angestrebte weitere Automatisierung sei nach Aussage des Firmenchefs der Mangel an Fachkräften in der Region: „Diese Investitionen in Robotik und Automation haben uns ein Wachstum ermöglicht, das durch die Aufstockung des Personals nicht realisierbar gewesen wäre. Auch ist es in unserer Region nicht einfach, technisch interessierte neue Mitarbeiter zu finden. Trotz des höheren Automationsgrad brauchten wir auch keine Kollegen entlassen Vielmehr haben wir unser Personal durch Weiterbildung zu einer besseren Qualifikation verholfen“, betont Geschäftsführer Klaus Durwen.

So sei firmenintern viel Basis-Know-how u. a. zur Programmierung der CNC-Fräszellen und Roboter entstanden, von dem auch das Unternehmen erheblich profitiere. Ein Ende des Firmenwachstums ist derzeit nicht absehbar. Und so plant Durwen bereits eine erhebliche Flächenerweiterung für die erst 2018 errichtete Fertigungshalle.

Was ist CC-Link?

CC-Link steht für „Control and Communications Link“ und wurde 1996 von Mitsubishi Electric als firmeneigenes Feldbus-Netzwerk entwickelt, um die eigenen Automatisierungsprodukte miteinander zu verbinden. 1999 hat Mitsubishi Electric CC-Link aufgrund der steigenden Nachfrage als offenes Netzwerk auf den Markt gebracht. Die Protokolle zur Datenübertragung stehen allen Anwendern zur Verfügung, die ihre eigenen Schnittstellen entwickeln möchten.


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