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Johann Schild Hydrauliksysteme

Drehmaschine in Eigenregie automatisiert

Technologie 

Universal Robots

Anwendung

Maschinenbeladung

Branche

Maschinenbau

Die Herausforderung

In Deutschland waren im zweiten Quartal 2022 1,9 Millionen offene Stellen unbesetzt – so viele wie noch nie! Laut Institut für Arbeitsmarkt- und Berufsforschung (IAB) stieg die Zahl der unbesetzten Stellen gegenüber dem Vorjahresquartal um 66%. Dieser makroökonomische Trend ging auch an der Firma Johann Schild Hydrauliksysteme (im nachfolgenden Text Schild genannt) nicht spurlos vorüber.

Am Standort in Fridolfing fertigt der bayrische Mittelständler Hydrauliksysteme für die Automobil-, Verpackungs- & Entsorgungsindustrie sowie für den Fahrzeugbau. Namhafte Großbetriebe in der Nachbarschaft erschweren die Personalsuche, da sie aufgrund ihrer Bekanntheit viele junge Fachkräfte anziehen.

Der massive Personalengpass in der CNC-Fertigung führte dazu, dass Aufträge verspätet ausgeführt wurden oder Personal aus anderen Abteilungen in der CNC-Fertigung aushelfen musste. Um eine Entlastung der Mitarbeiter zu erreichen und die Lieferfähigkeit sicherzustellen, entschied sich Johann Schild jun. im ersten Schritt, Zylinderrohre von Serien-Hydraulikzylindern automatisiert der Bearbeitungsmaschine zuzuführen.

Die Lösung

Seit Oktober 2022 belädt ein UR10e die Universaldrehmaschine DMG Mori CTX beta 2000. In Kombination mit dem 3-Backen-Greifer Onrobot 3FG15 entnimmt der Cobot Rohre aus einem Magazin und führt diese der Drehmaschine zu. Die Rohre werden von beiden Seiten bearbeitet, weshalb ein Umgreifen zwischen den Bearbeitungsschritten nötig ist.

Die Umsetzung des Automatisierungsprojekts erfolgte durch den tatkräftigen Einsatz des Projektleiters Thani Michel (Mitarbeiter der Firma Schild) in vier Schritten: Aufbau eines Prototyps (2 Wochen), elektrische Schnittstelle (1 Woche), Konstruktion und Herstellung der Mechanik (2 Tage), Inbetriebnahme (1 Woche). Der Prototyp wurde zunächst ohne Maschinenanbindung umgesetzt, um die Ausblas-Vorrichtungen und die modifizierten konischen Greiferbacken zu testen.

Nach Absolvierung des UR Core Trainings galt es, die wie so oft größte Herausforderung zu meistern: Die Anbindung an die CNC-Maschine. Leider bieten die Maschinenhersteller hierfür keine einheitlichen Schnittstellen an. Trotz vorhandener Roboterschnittstelle musste die Kommunikation zur Maschine über Umwege realisiert werden:

  • Spannen und Lösen des Spannfutters durch Überbrückung des Fußpedal-Signals mittels 24V Ausgang des Cobots und Relais
  • Rückmeldung über Türstellung via Endlagen-Sensorsignal aus Maschinenschaltschrank als 24V Eingang in die Cobot-Steuerung
  • Programmstart mittels elektrischen Aktuators zur Betätigung der Start-Taste (24V Ausgang Cobot-Steuerung)

Nachdem die Kommunikation zur Maschine hergestellt war, konnte Herr Michel mit der mechanischen Konstruktion beginnen. Hier wurde Wert auf ein mobiles Konzept gelegt, sodass der Roboter ohne größere Aufwände von der CNC-Maschine getrennt werden konnte. Mit einem Harting-Stecker und Schnellspann-System wurden einfach zu lösende mechanische und elektrische Schnittstellen geschaffen.

Das Gitter zur Halterung der Rohe besteht aus tropfenförmigen Löchern, die für eine gleichbleibende Orientierung der verschieden großen Rohre sorgen. Nach Herstellung der mechanischen Komponenten konnte die Inbetriebnahme beginnen. Da das Roboterprogramm bereits in der Prototypenphase entstand, waren lediglich kleinere Optimierungen vonnöten, um den automatischen Betrieb aufzunehmen.

Das Beladesystem läuft voll bestückt bei dieser Rohrdimension für über 3 Stunden autark und sorgt für eine gleichmäßige Auslastung der CNC-Maschine. Um diese weiter zu optimieren, ist auch der Einsatz in der mannlosen dritten Schicht geplant sowie das Handling und Bestücken von Kolbenstangen. Diese sollen ebenfalls beidseitig bearbeitet werden, bevor sie wieder in das Materialgestell abgestellt werden..

 

“Wir erhoffen uns vom UR eine bessere Maschinenauslastung bei gesteigerter Effizienz über alle Schichten hinweg.“

Johann Schild jun., Geschäftsführer

Seit mehr als 20 Jahren ist das Unternehmen als Lieferant für hydraulische Systeme und Zubehör ein zuverlässiger Partner für die Automobil-, Verpackungs- und Entsorgungsindustrie.