Gelungener Einstieg in die Robotik

Erfolgreiche Zusammenarbeit

Auf der Suche nach einem geeignete Fachbetrieb versuchte es Franz Leitner erst einmal vor der eigenen Haustür in Schliersee – und wurde bei der Stöckl Maschinen und Gerätebau GmbH fündig. „So ging es los“, blickt Kamil Kowalski, einer der beiden Stöckl-Geschäftsführer, auf die Anfänge der erfolgreichen Zusammenarbeit zurück. Das 1989 gegründete Unternehmen ist auf die Herstellung von Schweiß- und Montagebaugruppen aus Stahl, Edelstahl und Aluminium spezialisiert. Diese kommen im klassischen Maschinen- und Gerätebau, aber beispielweise auch in Schienen- und Sonderfahrzeugen zum Einsatz.

Die anspruchsvollen Konstruktionen wurden bis zu der Anfrage von Holztec-Leitner allerdings meist nur in Kleinserien und überwiegend manuell gefertigt. Trotzdem nahmen Kamil Kowalski und sein Kollege Christian Strobl Ende 2020 die Herausforderung an, künftig mehrere hundert Drehgestelle pro Jahr zu schweißen. Genauer gesagt: automatisiert zu schweißen. Gefragt war damit ein kompaktes Roboter-Schweißsystem, das sich sowohl schnell in Betrieb nehmen als auch einfach bedienen lassen sollte.

Cobot-Schweißzelle als Lösung

Als optimale Lösung erwies sich die Cobot-Schweißzelle Weld4Me von Yaskawa: Sie verbindet in kompakter Form die Vorteile eines kollaborativen Roboters und einer einfachen Bedienoberfläche mit professionellen Schweißfunktionen. Mit seiner jahrzehntelangen Erfahrung ermöglicht der Hersteller damit kleinen und mittelständischen Unternehmen, die bisher von Hand geschweißt haben, den optimalen Einstieg in das automatisierte Roboterschweißen.

Anfang 2022 nahm die Zelle bei der Stöckl Maschinen und Gerätebau ihren Betrieb auf. Als Sonderausstattung ist sie statt mit den üblichen Spannvorrichtungen mit magnetischen Halterungen ausgestattet. „Die zugesägten Profile werden einfach eingelegt und per Knopfdruck magnetisch fixiert“, beschreibt Kamil Kowalski den Vorteil. „So ist sichergestellt, dass die Bauteile immer exakt an derselben Stelle liegen.“

Im Einzelnen besteht die Weld4Me-Zelle aus einem Cobot HC10DT IP67, einer Steuerung YRC1000 mit funktionaler Sicherheitseinheit (FSU), Schweißtisch, Blendschutz sowie weiteren optionalen Features und umfangreichen Schweißfunktionen für das MIG/MAG-Schweißen. Der kollaborative Roboter ist dabei in Schutzklasse IP67 ausgeführt und somit vor Schweißspritzern im Produktionsprozess geschützt. Das mitgelieferte Komplett-Schweißpaket aus Stromquelle, Kabelpaket, Drahtvorschub und Schweißbrenner ist von zahlreichen namhaften Herstellern verfügbar. Inzwischen bietet Yaskawa diese kompakte Cobot-Schweißlösung auch als CE-fähige Komplettzelle Weld4Me CE an.

Programmierung per Teachbox oder Handführung

Die Komplettzelle berücksichtigt in der Risikobewertung die Anforderungen an die Mensch-Roboter-Kollaboration und gewährleistet dank des Sicherheitssetups einen sicheren Schweißbetrieb. Das bedeutet: Der Roboter kann durch integrierte Momentensensoren ohne Zaun direkt eingerichtet werden. Sobald die Vorhänge geschlossen sind, arbeitet dieser dann im Industriemodus.

Damit lassen sich beim HC10DT IP67 selbst komplexere Schweißaufgaben auf zwei alternativen Wegen programmieren: klassisch per Programmierhandgerät (Teachbox) oder mittels Handführung (Direct-Teach) des Cobotarms. Bei der Stöckl Maschinen und Gerätebau bevorzugt man aktuell noch die Programmierung per Teachbox.

Dennoch weiß Geschäftsführer Kamil Kowalski perspektivisch auch die Cobot-spezifische Option einer handgeführten Programmierung zu schätzen. Denn mittels Handführung des kollaborativen Roboters können neue Schweißpositionen leicht angefahren und auf der vereinfachten Bedienoberfläche „Welding Wizard“ programmiert werden. Praktische Bedienknöpfe am Flansch erleichtern zudem das Programmieren des Schweißjobs. Nachdem das Programm erstellt wurde, kann die Roboterbahn noch einmal in einem Trockenlauf (Dry Run) überprüft werden, bevor der Roboter seiner Schweißarbeit nachgeht. Das Einlernen in komplexe Programmierumgebungen entfällt, wodurch mehr Zeit für den eigentlichen Schweißprozess bleibt. Gerade bei kleinen Losgrößen und hoher Produktvielfalt ist diese Lösung besonders geeignet, da der Aufwand zur Umrüstung auf ein neues Teil minimiert wird.

Praxiserfahrungen

Seit Anfang 2022 läuft die neue Cobot-Schweißzelle Weld4Me bei Stöckl Maschinen und Gerätebau nun erfolgreich: Der Jahresdurchsatz liegt inzwischen bei rund 1000 Liegen-Drehgestellen. „Der Einstieg in die Robotik ist uns insgesamt gut gelungen“, resümiert Geschäftsführer Kamil Kowalski und er möchte auf den Roboter auch nicht mehr verzichten: „Der Schweiß-Cobot von Yaskawa soll zwar erst einmal der einzige Roboter bei uns bleiben, er wird aber künftig noch mehr Aufgaben übernehmen.“

(Quelle: Yaskawa Europe GmbH, Autor: Jürgen Riedinger, Senior Sales Manager GI Robots & Products
Yaskawa Europe GmbH – Robotics Division)