Produktion und Logistik kostengünstig automatisieren

An bereits 2.500 Stellen hat das Kölner Unternehmen Igus seine Produktion und Logistik mit Low-Cost-Automation-Komponenten automatisiert.
An bereits 2.500 Stellen hat das Kölner Unternehmen Igus seine Produktion und Logistik mit Low-Cost-Automation-Komponenten automatisiert. – Bild: Igus GmbH

Von hunderten Kilogramm schweren Energieketten bis hin zu wenigen Gramm leichten Gleitlagern: Wann immer es um Bauteile aus Hochleistungskunststoff geht, ist das Kölner Unternehmen Igus weltweit eine gefragte Adresse. Allein am Hauptsitz in Köln betreiben die Rheinländer über 1.000 Spritzgussmaschinen, die jährlich über eine Milliarde Teile produzieren. Doch der Unternehmenserfolg ist kein Selbstläufer. Auch Igus sieht sich mit Herausforderungen konfrontiert, weiß Alexander Mühlens, Prokurist und Leiter Geschäftsbereich Low-Cost-Automation bei Igus: „Es wird unter anderem zunehmend schwerer, Menschen für Routinetätigkeiten zu begeistern, etwa für das Einlegen von Bauteilen in Spritzgussmaschinen. Wir haben deshalb eine Initiative namens ‚No boring jobs‘ gestartet, die monotone Tätigkeiten automatisiert. Wir setzen mittlerweile an über 2.500 Stellen in Fertigung und Logistik erfolgreich Roboterlösungen ein. Wir können somit trotz Arbeitskräftemangel erfolgreich weiterproduzieren und uns gleichzeitig darauf konzentrieren, wertvolle Mitarbeiter für anspruchsvollere Tätigkeiten weiterzubilden.“

So gut wie alle Automationslösungen sind dabei überdurchschnittlich kostengünstig. Denn Igus bedient sich ausschließlich an Komponenten, die auf RBTX.de zu finden sind. Ein Online-Marktplatz, auf dem das Unternehmen mehr als 1.000 Low-Cost-Roboter und -Komponenten von über 200 namhaften Herstellern anbietet, die sich ganz einfach nach dem Baukastenprinzip kombinieren lassen – immer mit Kompatibilitätsgarantie. Das Motto lautet: Robotik für Jedermann, auch für kleine Mittelständler mit kleinen Budgets und wenig Automationserfahrung. „Unsere Fabrik ist der beste Beweis dafür, dass wir unseren eigenen Low-Cost-Produkten vertrauen“, betont Mühlens.

Für die nachgelagerte Trennung von Anguss und Spritzgussteilen setzt Igus auf seine Low-Cost-Deltaroboter.
Für die nachgelagerte Trennung von Anguss und Spritzgussteilen setzt Igus auf seine Low-Cost-Deltaroboter. – Bild: Igus GmbH

Roboter entfernen Anguss an rund 1.000 Spritzgussmaschinen

Auf Low-Cost-Automation setzt Igus beispielsweise bei den Spritzgussmaschinen. Ein ‚boring job‘ ist es hier, den sogenannten Anguss von Spritzgussteilen zu entfernen. Nach dem Abkühlen bleibt dieses überschüssige Material mit dem Bauteil verbunden. Das Material zu entfernen und in einem Recyclingbehälter zu sammeln, war bislang eine langweilige und mühevolle Handarbeit. Igus hat sie deshalb mit verschiedenen Lösungen automatisiert. Der Standard-Angusspicker fährt zwischen die Spritzguss-Werkzeughälften und greift sich den Anguss, während die Artikel auf ein Förderband ausgeworfen werden. Eine weitere Lösung ist die Angusstrennung direkt hinter der Spritzgussmaschine. Unter dem Ausfallschacht der Maschine ist eine rotierende Scheibe positioniert, auf welche die frisch gegossenen Bauteile fallen. Eine Kamera identifiziert die Position der Bauteile, sodass sie ein Low-Cost-Portalroboter mit einem Greifer aufnehmen kann. Zwei Bürsten entfernen dann den Anguss vom Artikel, der anschließend in eine Kiste fällt. Darüber hinaus findet auch eine nachgelagerte Angusstrennung statt. Hier werden die Artikel an der Spritzgussmaschine in Kisten gesammelt und später in einer Pick&Place-Zelle vom Anguss getrennt. „Mithilfe dieser Lösungen haben wir es geschafft, die Angussentfernung an unseren rund 1.000 Spritzgussmaschinen kostengünstig zu automatisieren“, sagt Mühlens. „So ein komplettes System, das ausschließlich aus Komponenten des RBTX-Marktplatzes besteht, kostet knapp 10.000 Euro und somit einen Bruchteil der Kosten einer marktüblichen Automationslösung.“

Der Gelenkarmroboter ReBeL kommt unter anderem bei der Markierung von Halbzeugen an Extrusionsanlagen sowie beim Bohren von Gewinden in Gelenkköpfe aus Hochleistungskunststoff zum Einsatz.
Der Gelenkarmroboter ReBeL kommt unter anderem bei der Markierung von Halbzeugen an Extrusionsanlagen sowie beim Bohren von Gewinden in Gelenkköpfe aus Hochleistungskunststoff zum Einsatz. – Bild: Igus GmbH

ReBeL Cobot bedruckt Bauteile und lässt Gewinde bohren

Eine anstrengende Handarbeit ist auch das Bohren von Gewinden in Gelenkköpfe aus Hochleistungskunststoff – über 20.000-mal am Tag. Um diese Arbeit in Maschinenhand zu geben, vertraut Igus auf den ReBeL, einen kompakten und kostengünstigen Cobot, den das Unternehmen für einfache Automatisierungsaufgaben entwickelt hat. Er ist fast vollständig aus Hochleistungskunststoff gefertigt, wiegt nur 8,2kg und kann Lasten von bis zu zwei Kilogramm handhaben. Der Cobot, der mittlerweile auch die Lizenz besitzt, ohne Schutzumhausung in der Umgebung von Menschen zu arbeiten, nimmt die Gelenkköpfe mit einem Greifer von einer rotierenden Scheibe und hält sie unter einen Gewindebohrer. Zum Einsatz kommt der Gelenk-armroboter zudem bei der Markierung von Halbzeugen an Extrusionsanlagen. Ausgestattet mit einer kompakten, röhrenförmigen Tintenstrahl-Druckeinheit an der Roboterhand kann der ReBeL bis zu 16 Kavitäten bedrucken. Die Programmierung ist dank der Igus Robot Control Software kinderleicht. Die Software verfügt über einen virtuellen Zwilling, über den sich Bewegungsbahnen in wenigen Minuten festlegen lassen – ganz ohne Programmierkenntnisse.

ReBeL Move transportiert sicher Bauteile von A nach B

Für die Bereitstellung von Werkzeugen und Material an Arbeitsplätzen, aber auch den Transport zu Produktions- und Verpackungsmaschinen, setzt Igus auf den autonomen mobilen Roboter ReBeL Move für nur 30.703,30 Euro. Optional kann der AMR mit dem ReBeL Cobot kombiniert werden. Die Betriebsdauer von acht Stunden und die Traglast von 50kg sowie ein Zuggewicht von bis zu 100kg, machen den AMR äußerst leistungsfähig. Eine intuitive App ermöglicht eine schnelle Einrichtung und einfache Bedienung. Die gesamte Inbetriebnahme ist so leicht, dass Anwender innerhalb von 15 Minuten einfache Jobs programmieren können. Auch die Einbindung in gewachsene IT-Landschaften ist dank Schnittstellen wie IoT, VDA 5050, REST, SAP und ERP kein Problem. Für noch mehr Traglast und höhere Geschwindigkeit hat Igus den ReBeL Move Pro entwickelt. Er überzeugt mit 2m/s Geschwindigkeit, 200kg Traglast und 900kg Zuggewicht. Eine präzise Navigation dank LIDAR-Technologie erhöht Sicherheit und Effizienz in der Logistik.

Der ReBeL Move kommt bei Igus als autonomes Shuttle zum Einsatz, das unter anderem Drehstapelbehälter mit Bauteilen von Spritzgussmaschinen abtransportiert.
Der ReBeL Move kommt bei Igus als autonomes Shuttle zum Einsatz, das unter anderem Drehstapelbehälter mit Bauteilen von Spritzgussmaschinen abtransportiert. – Bild: Igus GmbH

Deltaroboter Robofeed unterstützt die Montage von e-Ketten

Zu den Produkten von Igus, die in Industrien auf der ganzen Welt zum Einsatz kommen, zählen auch Energieketten. Für die Montage dieser e-Ketten nutzt Igus seit einigen Jahren Montageautomaten, welche die einzelnen Kettenglieder verbinden. Um sie dem Automaten zuzuführen, hat das Unternehmen Deltaroboter installiert. Sie erkennen mit einer Kamera die Kettenglieder, die ein Bunkerförderer vorvereinzelt und die dann mit einer rotierenden Scheibe vom Anguss getrennt werden. Die Deltaroboter greifen sie und führen sie der Montagemaschine zu. Je nach Artikel schaffen sie eine Zykluszeit von zwei Sekunden. „Der Preis für das System liegt inklusive Schutzumhausung bei knapp 45.000 Euro. Der Return of Invest ist somit in der Regel in einem Dreivierteljahr erreicht“, so Mühlens.

Raumportale beladen Spritzgussmaschinen

Es gibt noch weitere Kandidaten auf der ‚No boring Jobs-Liste‘ von Igus. Einer davon: Das Einlegen von Produkten wie Linearschlitten in Spritzgussmaschinen. Früher mussten Mitarbeiter die Produkte in die Maschine einlegen und eine Prozesszeit von 40 Sekunden abwarten – und das hundertfach am Tag. Heute übernimmt diesen Job ein Low-Cost-Portalroboter namens iSPEL. Die Abkürzung steht für Igus Spritzgusseinleger. Die Lösung funktioniert wie folgt: Die Linearschlitten lagern als Schüttgut in einem Behälter. Ein Stufenförderer transportiert die Schlitten auf eine Rutsche, über welche sie auf einer rotierenden Einheit landen, die für eine Vereinzelung sorgt. Eine Kamera erkennt die Position der Teile aus der Vogelperspektive, sodass ein Sauggreifer jeweils vier Teile auflegen und in einer Übergabestation ablegen kann. Ein zweiter Portalroboter legt diese dann in die Spritzgussmaschine ein. Die Projektkosten für diese Art von Raumportalen liegen in der Regel bei rund 22.000 Euro. Alternativ eignet sich für Beladearbeiten auch der ReBeL, ein Gelenkarmroboter, der bei Igus z.B. kleine Kugelkalotten in Spritzgussmaschinen einlegt.

Einige Lösungen amortisieren sich bereits nach zwei Monaten

Die Automation bei Igus steht erst am Anfang, aber die Vision ist groß: Humanoide Roboter, die sich in Zukunft in der Produktion so frei bewegen wie menschliche Kollegen und die gesamte Infrastruktur nutzen können – von der Türklinke bis zum Touchscreen für die Maschinensteuerung. Ein Zwischenschritt auf diesem Weg ist der ReBeL Move, ein flaches, autonomes Fahrzeug, das beispielsweise Behälter mit Spritzgussteilen huckepack nehmen und befördern kann. Doch die Lösungen sollen stets eines bleiben: kostengünstig und einfach zu bedienen. Alexander Mühlens: „Wir streben immer einen Return-on-Invest von weniger als zwölf Monaten an. Einige unserer Lösungen amortisieren sich bereits nach zwei Monaten. Mit diesen Preisen machen wir es möglich, dass auch kleinere Unternehmen von Robotik profitieren und so ihre Wettbewerbsfähigkeit stärken können.“