Maschinenbeschickung erklärt: Vorteile, Automatisierung & Anwendungen

Derzeit werden die meisten Maschinenbeschickungsanwendungen manuell von menschlichen Arbeitskräften ausgeführt. Da die Aufgaben der Maschinenbeschickung oft repetitiv sind und es zunehmend schwieriger wird, qualifizierte Arbeitskräfte zu finden, können Produktionsstätten Roboter einsetzen, um den Personalmangel auszugleichen und Prozesse zu beschleunigen. Aber wie funktioniert automatisierte Maschinenbeschickung und welche Anwendungen gibt es? Beginnen wir mit einfachen Definitionen.

Im Kern bezeichnet Maschinenbeschickung das Be- und Entladen einer Maschine mit Teilen oder Rohmaterialien. Bei automatisierter Maschinenbeschickung werden robotergestützte Maschinenbeschickungssysteme eingesetzt, um eine Maschine zu bedienen – typischerweise eine CNC-Maschine (Computerized Numerical Control).

Wie unterscheidet sich robotergestützte Maschinenbeschickung von robotergestütztem Materialhandling? Ein robotergestütztes Maschinenbeschickungssystem muss mit der CNC-Maschine kommunizieren und führt oft mehrere Funktionen in einer einzigen Anwendung aus. Daher erfordert es weit mehr Komplexität als robotergestütztes Materialhandling.

Vorteile der Maschinenbeschickung

Robotergestützte Maschinenbeschickungssysteme bieten Herstellern viele Vorteile, darunter:

• Hohe Geschwindigkeit und gesteigerte Produktionskapazität: Der Einsatz von Robotern für Maschinenbeschickung verkürzt Be- und Entladezeiten erheblich, was die Teilezykluszeit (Zeit zur Fertigstellung eines Teils) reduziert. Dadurch können mehr Teile produziert werden, als menschliche Bediener schaffen würden. Zudem können Roboter 24 Stunden am Tag, 7 Tage die Woche ununterbrochen arbeiten, ohne dass menschliches Eingreifen für Materialzufuhr und -entnahme nötig ist. Jede gesparte Sekunde oder Minute summiert sich im Laufe der Zeit zu einem signifikanten Produktivitätszuwachs.

• Höhere Genauigkeit und verbesserte Produktqualität: Maschinenbeschickungsroboter können selbst die repetitivsten Aufgaben unendlich oft exakt gleich ausführen. Dadurch eliminieren sie menschliche Fehler, erhöhen die Genauigkeit des Fertigungsprozesses und verbessern somit die Gesamtproduktqualität.

• Reduziertes Verletzungsrisiko: Manuelle Maschinenbeschickung beinhaltet oft Arbeit unter schlechten Bedingungen wie Exposition gegenüber schädlichen Dämpfen, Spänen oder Staub. Zudem erhöht die hochgradig repetitive und anstrengende Arbeit, eine Maschine über längere Zeit mit Materialien oder Teilen zu beschicken, die Wahrscheinlichkeit von Arbeitsunfällen. Durch den Einsatz eines Roboters statt eines Menschen für die mühsamen Aufgaben der Maschinenbeschickung wird das Verletzungsrisiko erheblich verringert.

• Niedrigere Betriebskosten: Die initiale Investition in die Implementierung von Maschinenbeschickungsautomatisierung stellt eine große Kapitalinvestition dar, wird sich jedoch allmählich in signifikanten Renditen auszahlen, die nicht nur die Anschaffungskosten der Roboter decken, sondern auch die Betriebskosten senken.

• Kleiner Footprint: Da Platz in vielen Produktionsstätten ein kostbares Gut ist, sind Maschinenbeschickungsroboter meist flexibel und kompakt. Zudem kann der Roboter strategisch über oder zwischen zwei oder mehr Maschinen platziert werden, sodass er mehrere Maschinen gleichzeitig bedienen kann.

Gängige Anwendungen der Maschinenbeschickung

Maschinenbeschickungsroboter werden typischerweise für das Be- und Entladen von Teilen oder Materialien in folgenden Anwendungen eingesetzt:

• Schweißen
• Laserschneiden
• Schleifen
• Fräsen und Drehen
• Pressformen
• Spritzgussformen

Die Prozesse, die Maschinenbeschickungsroboter ausführen, können je nach Anwendung variieren. Die gemeinsame Funktion über alle Anwendungen hinweg ist jedoch das Be- und Entladen von Rohmaterialien und Teilen.

Fazit

In zunehmend globalisierten Märkten war der Wettbewerb in der Fertigungsindustrie nie intensiver. Faktoren wie Produktqualität oder Produktionseffizienz werden täglich wichtiger, daher müssen Fertigungsunternehmen jeden Vorteil nutzen, um wettbewerbsfähig zu bleiben.

Um diesen Herausforderungen zu begegnen, setzen immer mehr Unternehmen branchenübergreifend auf automatisierte Maschinenbeschickung. Robotergestützte Maschinenbeschickungssysteme bieten Herstellern viele Vorteile – allen voran präzise Wiederholbarkeit, gesteigerte Produktionskapazität und reduziertes Verletzungsrisiko. Zudem sind diese Systeme überraschend erschwinglich, da die höhere Initialinvestition allmählich in erhebliche Kosteneinsparungen umschlägt.

Photoneo Vision-Systeme und Robotic-Intelligence-Software sind hochflexible und universelle Systeme, die sie für die Automatisierung einer breiten Palette industrieller Aufgaben, einschließlich Maschinenbeschickung, geeignet machen.

So nutzt Volkswagen Slovakia, a.s. den PhoXi 3D Scanner in einer innovativen Anwendung, die die Automatisierung eines Karosserieproduktionsprozesses ermöglicht. Der PhoXi 3D Scanner identifiziert jedes Teil in einem Behälter, sodass der Roboter es greifen, seine Orientierung mithilfe der Photoneo Robotic Intelligence SW anpassen und in eine Schweißvorrichtung für die Weiterbearbeitung einsetzen kann.

Ein weiteres Beispiel für eine Maschinenbeschickungsanwendung, die die Leistungsfähigkeit der Photoneo-Technologie nutzt, ist das Bin Picking von verhedderten Metallhaken für CapSen Robotics Inc. Die robotische Aufgabe umfasst das vereinzelte Greifen von Haken aus einem unübersichtlichen Haufen und das Einlegen in eine Presse, um ihre Enden zu formen. Im nächsten Schritt werden die Haken zu einer anderen Station gebracht, wo eine Perle auf das abgeflachte Ende jedes Hakens gesetzt wird. Haken und Perle werden dann mit einer Feder, die sich verjüngt, zusammengepresst.

Eine andere Art der Maschinenbeschickung ist das Greifen zufällig positionierter Rohrteile aus einem Behälter und deren Platzierung in eine Keilmaschine. Die Lösung wurde für Isotubi, S.L. entwickelt, wo die Aufgabe zuvor manuell ausgeführt wurde. Ein wesentlicher Vorteil der Lösung ist die Möglichkeit, verschiedene Teiltypen durch Wechseln der ID-Lösungen des Bin Picking Studio zu handhaben. Dies bietet große Vielseitigkeit und reduziert die Zeit für den Wechsel unterschiedlicher Rohrteile.

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