Armroid: Einbauroboter revolutioniert CNC-Drehbearbeitung

Der Armroid ist ein Einbauroboter, verpackt innerhalb einer CNC-Drehmaschine. Dieses Video illustriert die Funktionalität des Roboters im Inneren des Werkzeugmaschinen. Zwei der größten Trends in der Präzisionsbearbeitungsbranche sind derzeit Automation und Bearbeitung in einer Aufspannung – nicht zuletzt wegen des anhaltenden Fachkräftemangels. Wäre es nicht großartig, wenn diese beiden Trends in einer CNC-Maschine für jene Shops integriert wären, die die Konsistenz und den Personaleinsatz, den Automation verspricht, sowie die Zeit- und Kosteneinsparungen, die Multitasking-Bearbeitung liefert, benötigen? Ein Werkzeugmaschinen-OEM hat genau solch ein Angebot entwickelt und diese effiziente Kombination auf zwei seiner CNC-Drehmaschinenmodelle verfügbar gemacht, die nun in den USA erhältlich sind.

Okuma America Corp. hat seinen Armroid-Roboter in die LB3000 EX II Horizontaldrehmaschine und die Multus B250II CNC-Multitasking-Maschine integriert und führt damit eine bereits integrierte Automationslösung ein, die viele Vorteile mitbringt. Nicht nur spart das Einbauroboter-Design Platz auf dem Shopfloor und ermöglicht einfache Portabilität, sondern der Armroid vereinfacht auch die Arbeit des Bedieners, da der Roboter sowohl programmiert als auch gesteuert wird über Okumas OSP-Maschinensteuerung. Statt zwei Steuerungen zu lernen (eine für den Roboter, eine für die Maschine), genügt das Verständnis einer einzigen Steuerung, um das System zu bedienen.

Armroids All-in-One-Design bietet Teilebe- und -entladung, liefert aber auch In-Prozess-Unterstützung im Bearbeitungsarbeitsbereich, die konventionelle Roboter nicht bieten können. Dazu gehören Chatter-Unterdrückung, Späneentfernung und In-Maschinen-Reinigung.

Mehrere Einsatzmöglichkeiten

Am besten geeignet für mittlere Losgrößen, laut Kevin Kraieski, Senior Applications Engineer bei Okuma America Corp., können diese flexiblen Armroid-CNC-Drehmaschinen mit dem Roboter und auch ohne ihn als Standardmaschine genutzt werden. „Der mobile Stocker-Tisch kann zur Seite geschoben werden, und der Armroid kann über dem Bearbeitungsarbeitsbereich geparkt bleiben“, erklärt er. „Wenn Sie also zwei oder drei Teile fahren wollen, können Sie das ohne Automation tun. Sie rüsten es wie eine normale Maschine ein.“

Tagschicht mit menschlichem Bediener und Nachtschicht (Lights-out) mit dem Armroid ist ein weiteres Beispiel, die volle Funktionalität der kompletten Werkzeugmaschine für den Vorteil eines Shops zu nutzen. Ein Roboter kann tagsüber im Standby sein, während der Bediener Kleinserien fährt, Be- und Entladung und andere flexible Jobs übernimmt, und dann können automatische Operationen durch den Roboter als Lights-out-Prozess abgeschlossen werden.

Armroids All-in-One-Design bietet Teilebe- und -entladung, aber auch In-Prozess-Unterstützung im Bearbeitungsarbeitsbereich, die konventionelle Roboter nicht bieten: Chatter-Unterdrückung, Späneentfernung, In-Maschinen-Reinigung.

Wenn Mensch-Roboter-Kollaboration gewünscht ist, generiert das Bewegungsprogramm des Roboters automatisch einen optimalen Bewegungsbahn durch Eingabe von Start- und Endpunkten und Parametern gemäß den Anweisungen auf dem OSP-Bedienfeld.

Optimale Ausrüstung wählen

Zu wissen, ob Wellen- oder Futterteile auf den Armroid-CNC-Drehmaschinen laufen, ist kritisch für die Wahl der effizientesten Werkstückstocker-Option. Dann können Anwender wählen zwischen einem einfachen Stocker mit geneigten Racks, einem Teilvorschubförderer oder einem Tisch-Typ-Flanschstocker.

Ist diese Option gewählt, gibt es verschiedene Stockergrößen, erklärt David Fischer, Produktmanager bei Okuma. „Für Futterteile haben wir einen Stocker mit sechs Stationen“, sagt er. „Und wir arbeiten an einer 10-Stationen-Einheit, um die Anzahl verfügbarer Teile zu erhöhen. Für Wellentyp-Teile bietet Okuma verschiedene Stocker basierend auf Stückzahl und Größenbereich.“

Als Nächstes kommen Optionen für Endeffektoren: Paralleler Werkstückgreifer für Wellenladen, Dreifach-Greifer für Flanschteileladen, und ein Misch-Düsenkopf für Kühlmittel- und Luftstrahlen, die Späne entfernen und den Bearbeitungsarbeitsbereich während des Schneidens reinigen. Werkstückstützrollen zur Chatter-Unterdrückung sind ebenfalls verfügbar.

Obwohl Okuma Greifer anbietet, kann ein Shop eigene Greifer für eine Anwendung am Armroid entwickeln als Alternative.

Sicher spielen, einfach halten

Während Okuma viele Optionen am Armroid bereitstellt, die ihn für eine Anwendung anpassen, kommt er auch standardmäßig mit Features, die Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit gewährleisten sollen.

Anders als geschlossene CNCs bietet Okumas OSP Open-Architecture-Steuerung eine Plattform für Anpassung und laufende Upgrades. Bediener können kostenlose Drittanbieter-Apps herunterladen, Shortcuts zu bevorzugten Apps hinzufügen oder sogar eigene Apps schreiben.

Für die Sicherheit von Maschinenkomponenten und Bediener ist es kritisch, zu verifizieren, dass keine Kollisionen im System auftreten. Daher ist der Armroid mit dem Hersteller-Kollisionsvermeidungssystem ausgestattet, um die Chance kostspieliger Maschinen/Roboter-Crashs zu eliminieren. Das System führt eine Pre-Operation 3D-Simulation durch, die die Echtzeit-Virtual-Anwendung Sekunden vor dem tatsächlichen Schneiden abläuft, sodass die Maschine automatisch gestoppt werden kann, um eine Kollision zu verhindern.

Das Kollisionsvermeidungssystem teilt Daten auf Armroids Open-Architecture OSP-Steuerung, die einfach zu bedienende und komfortable Funktionalität präsentiert. Anders als geschlossene CNCs bietet die Open-Architecture-Steuerung eine Plattform für Anpassung und laufende Upgrades. Bediener können kostenlose Drittanbieter-Apps herunterladen, Shortcuts zu bevorzugten Apps hinzufügen oder sogar eigene Apps schreiben. Die Steuerung umfasst eine Application Program Interface, die vollen Lese-/Schreibzugriff auf über 6.000 Maschinendatenpunkte ermöglicht.

Ähnlich wie der Armroid ist Okumas Standroid ein Standalone-Roboterpaket. Der Standroid, verfügbar auf sechs VMC-Modellen des Unternehmens, ist für größere Teile ausgelegt, da der Roboter größer ist.

Die Nutzung der OSP-P300-Steuerung (Standard auf der Multus B250II CNC-Multitasking-Maschine mit Armroid) reduziert Rüstzeiten auf mehrere Weisen. Beispielsweise kann die meiste Arbeit von einem Bildschirm erledigt werden; ein Betriebssystem kann basierend auf Workflow erstellt werden; einfache Verbindung zu integrierten Fabrikkommunikationskanälen; und komfortabler Zugriff auf Werkzeuglisten/Setup-Tabellen, Prozessdokumente und andere nützliche Setup-Tools. Diese Steuerung kann auch so konfiguriert werden, dass sie bei Alarm eine E-Mail an das Mobiltelefon eines Bedieners oder Managers sendet.

Programmierung

Okuma und seine Distributoren schulen Kunden, damit sie sich mit der OSP-Steuerung und der Ausrüstung wohlfühlen. Kraieski erklärt, dass die Programmierung des Armroid unkompliziert ist, besonders wenn ein Bediener bereits mit Okuma-Werkzeugmaschinen vertraut ist. Das Menü-Layout für das Erstellen der Dateien für die Roboterbewegung ähnelt Okumas Advanced One-Touch-Verarbeitungssystem.

Die Werkzeugmaschinenprogrammierung für ein Teil kann offline auf einem CAD/CAM-System erfolgen. Die Roboterprogrammierung wird an der Maschinensteuerung durch Aufrufen einer zu erstellenden Datei abgeschlossen. „Der Armroid muss wissen, wo das Teil ist, um es aufzunehmen, und wo es abzugeben ist“, erklärt Fischer. „Und dann wird der Bewegungsweg dazwischen vom Armroid mittels der Kollisionsvermeidungssoftware berechnet – die 3D-Modelle erstellen einen klaren Pfad durch die Maschine.“

Er fügt hinzu, dass bei einem konventionellen Roboter der Bediener all diese Bewegungen manuell einlehren muss. Dieser Prozess spart also Zeit, indem er das manuelle Einlernen des Roboters überflüssig macht.

Kosten senken

Das Einbau-Design des Armroid macht ihn zu einem kompakten, flexiblen System mit vielen Vorteilen, die sich in niedrigeren Investitions- und Betriebskosten sowie höherem ROI niederschlagen. Beispielsweise können Setup-Änderungen im Haus ohne Roboter-Integrator gehandhabt werden, was drastisch weniger Stillstandzeiten und geringere Implementierungskosten bedeutet.

Okuma America Corp. | 704-588-7000 | okuma.com