UR-Roboter

Jeder Becher erhält seine Füße

UR-Roboter in der Kunststoffindustrie. Das Kunstoffspritzgussunternehmen TCI New Zealand optimiert seine Produktion mit Robotern von Universal Robots.

Für die Montage von Gummifüßen an den Joghurtbereitern platziert der UR3 das Werkstück auf einem Spanndorn. Anschließend nimmt er aus einem Wendelförderer Gummifüße auf und platziert sie auf der Unterseite des Joghurtbereiters. (Foto: UR)

TCI New Zealand (TCI) zählt zu den größten privaten Kunststoffspritzgussunternehmen in Neuseeland. Beheimatet in Auckland produziert die Firma seit gut 20 Jahren Produkte für den lokalen und den globalen Markt. Um auf dem Weltmarkt nachhaltig bestehen zu können, gilt es für Industrieunternehmen in Neuseeland vielleicht mehr als anderswo, ihre Produktionsprozesse mit innovativen Technologien zu optimieren. Denn insbesondere die signifikanten Lohnkosten sowie die geografische Isolation des Inselstaats im Pazifik gehen zu Lasten der internationalen Wettbewerbsfähigkeit. Aus diesem Grund entschloss sich TCI, Teile seiner Fertigung mit zwei Robotern von Universal Robots (UR) zu automatisieren, um die eigenen Herstellungskosten auf ein konkurrenzfähiges Niveau zu reduzieren – mit Erfolg: Das Unternehmen spart heute rund 75 Prozent seiner früheren jährlichen Lohnkosten ein, und der erste Roboter hatte sich bereits nach sechs Monaten amortisiert. Somit bleibt TCI mehr Budget, um in neue Produktentwicklungen und -innovationen zu investieren.

TCI stellt diverse Produkte her: Im Spritzguss werden unter anderem Bauprodukte oder Komponenten für den Einsatz in den Bereichen Messtechnik, Navigation, Rettung und Kommunikation gefertigt. Hinzu kommt außerdem eine variantenreiche Reihe von Einzelhandelsprodukten wie Gartenprodukte und Gartenmöbel, Haushaltswaren oder Verpackungen – beispielsweise für Lebensmittel.

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Der UR5 setzt Räder an Lagerbehälter unterschiedlicher Größe an. Durch die einfache Programmierung der UR-Roboter kann TCI nur durch das Drücken weniger Knöpfe schnell von einer Größe auf die nächste wechseln. (Foto: UR)

Sichere MRK und einfache Programmierung
Um die Produktion zu optimieren, setzt TCI auf eine Automatisierungslösung von UR: Zwei Roboterarme der Typen UR3 und UR5 übernehmen jetzt in den Fertigungslinien für die sogenannten „Easiyo-Joghurtbereiter“ sowie für unterschiedliche Lagerbehälter des Unternehmens verschiedene Etikettier- und Montageaufgaben. 

Die moderne Sicherheitsfunktion zur Kraftbegrenzung, mit der UR-Roboterarme automatisch den Betrieb einstellen, wenn ihre Bewegung behindert wird, überzeugte TCI. Ein UR-Roboter überschreitet nie die Kraft, die in seinen individuell programmierbaren Sicherheitseinstellungen als Grenzwert festgelegt wurde. Daher können sie nach erfolgreich abgeschlossener Risikobeurteilung in platzbeschränkten Bereichen ohne oder nur mit minimalen Schutzvorrichtungen in direkter Nähe zum Menschen betrieben werden.

Die einfache Programmierung der UR-Roboter gefiel TCI obendrein: Aufgrund der grafischen Bedienoberfläche mit einer Lernfunktion kann der Anwender einfach den Roboterarm greifen und ihm zeigen, welche Bewegung er ausführen soll. Anhand der benutzerfreundlichen Oberfläche können die Mitarbeiter die verschiedenen Abläufe per Drag-and-Drop in ihre Programmierung aufnehmen.

Schluss mit Produktionsstopp: UR3 und UR5 in Aktion
Mit der Unterstützung der UR-Roboter konnte TCI gleich mehrere wichtige Produktionsprozesse automatisieren. Das sorgt sowohl für einen reibungslosen Produktionsablauf als auch für Entlastung der Mitarbeiter von sich wiederholenden, monotonen Montageprozessen. Der UR3 ist ein kompakter Tischroboter, der nur elf Kilogramm wiegt und bis zu drei Kilogramm Traglast bewältigen kann, der zur Unterstützung bei der Etikettierung sowie zur Montage von Gummifüßen an die Easiyo-Joghurtbereiter im Einsatz ist. Nachdem ein solcher im Spritzguss ausgeformt wurde, justiert der UR3 das Werkstück und führt es in einen Etikettendrucker ein, wo anschließend das Etikett auf die Unterseite aufgeklebt wird. Danach dreht der Roboter das Produkt um und platziert es auf einem Spanndorn. Anschließend nimmt er aus einem Wendelförderer Gummifüße auf und platziert sie auf der Unterseite des Joghurtbereiters. Im Anschluss wird eine pneumatische Presse aktiviert, welche die Füße fest auf das Produkt drückt. Abschließend nimmt der UR3 das fertige Werkstück auf und platziert es auf einem Förderband, das es zum nächsten Prozessschritt befördert. Die Steuereinheit des UR3 ermöglicht hierbei die Kontrolle sämtlicher am Prozess beteiligten Peripheriegeräte – samt des Etikettendruckers, der pneumatischen Presse und des Förderbandes.

Früher musste TCI zwei Mitarbeiter für Zwölf-Stunden-Schichten beschäftigen, um die Produktion des Joghurtbereiters rund um die Uhr absichern zu können. Wenn ein Mitarbeiter nicht zur Arbeit erschien, musste die gesamte Produktionslinie gestoppt werden. Daher war für TCI eine automatisierte Lösung wichtig, die eine Produktions- und Qualitätssicherung garantiert.

Der Erfolg mit dem UR3 gab TCI das Vertrauen, in einen UR5-Roboter zu investieren, um verschiedene Lagerbehälter zusammenzubauen, deren Größen von 40 bis zu 112 Liter reichen. Der UR5 setzt Räder an Lagerbehälter an; der Roboter ist so programmiert, dass sich die Räder an unterschiedlich große Lagerbehälter ansetzen lassen. Die UR-Roboter sind einfach programmierbar, was einen schnellen Wechsel von einer Größe auf die nächste unproblematisch macht.

Maßgeschneiderte Lösung
Implementiert wurden die UR-Roboter bei TCI vom neuseeländischen Universal Robots-Vertriebspartner Design Energy. Das Unternehmen entwickelte das Layout für die Produktionszelle und baute für jede Anwendung eine passende Greifereinheit. TCI fertigte anschließend die Maschinenrahmen und montierte die verschiedenen Bedieneinheiten. Als die Maschinen fertig waren, schrieb ein Techniker von Design Energy bei TCI vor Ort die Programme für die Roboter, so dass jede Zelle entsprechend den Kundenanforderungen funktionierte. pb

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