Elektrische Greiftechnologie für die automatisierte Maschinenbeladung Ein Partner-Projekt macht sich auf den Weg

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Die mobile Roboterplattform G4T4 übernimmt Handling- und Transportaufgaben beim österreichischen Unternehmen für Metallbearbeitung und Automatisierung Ger4Tech. Sie wirkt dem Fachkräftemangel entgegen und unterstützt bei der Anlagenauslastung in der Zerspanungsabteilung. Dank aktueller Greiftechnologie von Schunk ist das autonome Shuttle gewappnet für die anspruchsvolle Teile-Handhabung.

G4T4 heißt die mobile Roboterplattform, die seit Ende 2021 bei Ger4Tech im österreichischen Redlham im Einsatz ist. Der Spezialist für Metallbearbeitung, Automatisierung und Robotertechnik hat das Shuttle vor allem für die automatisierte Maschinenbe- und -entladung in der Zerspanungsabteilung konzipiert. „Uns fehlt immer mehr Fachpersonal für die Bestückung unserer Bearbeitungsmaschinen“, erläutert Florian Kirchhofer, Automation Engineer bei Ger4tech Mechatronik. „Das hindert uns daran, unsere Anlagen voll auszulasten. Deshalb hat sich dieses Projekt angeboten, mit dem wir jetzt rund um die Uhr Handlingapplikationen an den Werkzeugmaschinen realisieren sowie Rohmaterial und Fertigteile von Maschine zu Maschine transportieren.“ So erledigt die Plattform G4T4 seit rund einem Jahr autonom und vollautomatisch unterschiedliche Arbeitsschritte in der eigenen Fertigung – etwa die Teilehandhabung, Lagerkommissionierung, Pick-and-Place-Anwendungen sowie Inspektionsaufgaben.

Schunk ist Kooperationspartner für automatisierte Prozesse

Entstanden ist G4T4 aus einer Kooperation verschiedener Hersteller und der Fusion diverser Komponenten: Auf dem Plattformchassis, entwickelt von Ger4Tech, ist der kollaborative Roboter CRX-10iA/L von Fanuc installiert. Der Industrie-Cobot eignet sich für die flexible Handhabung leichter und mittelschwerer Teile; er reicht 1.418 Millimeter weit und hat eine Tragkraft von zehn Kilogramm. Sein End-of-Arm-Tool ist der elektrische Parallelgreifer Co-act EGP-C von Schunk; Ger4Tech hat sich bewusst für diesen Zweifingergreifer entschieden – den ersten von der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGVU) für den kollaborierenden Betrieb zertifizierten und zugelassenen Industriegreifer. „Es war von vornherein klar, dass wir wieder auf eine Schunk-Komponente zurückgreifen“, sagt Florian Kirchhofer. „Wir haben eigentlich in jeder unserer Anlagen Schunk-Greifer verbaut, weil das Unternehmen zu unseren Top-Zulieferern gehört und es auch bei Kunden gern gesehen ist, wenn Schunk-Produkte installiert sind.“

Die Smart-Shuttle-Software von incubed IT erweckt die Plattform zum Leben; diese Navigationssoftware sorgt für die zielsichere, kollisionsfreie und autonome Wegführung durch verschiedene Fertigungsbereiche. Ergänzt wird der G4T4 durch Sick-Sicherheitsscanner und eine Siemens-Sicherheits-SPS, die dynamisch die Schutzfelder des Scanners schaltet und die aktuelle Geschwindigkeit steuert. Schließlich komplettiert das Kamerasystem iRVision von Fanuc das Shuttle – es ist das „Auge“ von G4T4 und sorgt für Positioniergenauigkeit. Neben der 2D-Teilerkennung wird auch sichergestellt, dass der Roboter exakt zur Werkzeugmaschine findet.

Faszinierende Koexistenz dank kollaborierendem Greifer

Die automatisierte Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen wird mehr und mehr auch bei kleinen Losgrößen und Einzelstücken zum Standard. Denn es kommt darauf an, Rüstzeiten zu reduzieren und eine mannarme Fertigung rund um die Uhr zu realisieren. „Unternehmen wie wir sind auf Flexibilität, Zuverlässigkeit, Wirtschaftlichkeit und Effizienz unbedingt angewiesen“, gibt Kirchhofer zu bedenken. „Deshalb nimmt die Automatisierung zu. Mit dem G4T4 können wir Messräume anfahren, Material von dort abholen, lange Wege bewältigen und Material zu jeglichen Bearbeitungsmaschinen oder Prozessstationen egal welcher Bauart transportieren. Zu jeder Tages- und Nachtzeit und ohne Personal einzusetzen. Das schafft neue Freiräume.“ Der G4T4 bewegt sich autonom zwischen verschiedenen Arbeitsbereichen und wechselt problemlos von einem Job zum nächsten. Seine Bedienbarkeit ist denkbar einfach; Fachwissen ist nicht erforderlich. Der für den kollaborierenden Betrieb zertifizierte elektrische Parallelgreifer Co-act EGP-C trägt maßgeblich zur Akzeptanz bei. Mit ihm stellt Schunk einen inhärent sicheren Greifer zur Verfügung, der Anwendern eine deutlich vereinfachte Sicherheitsbetrachtung des Gesamtsystems ermöglicht. „Eine autonome mobile Roboterplattform im klassischen Zerspanbetrieb? Ja, am Anfang war die Stimmung hier erst einmal skeptisch, aber jetzt sind die Mitarbeiter fasziniert“, erzählt Florian Kirchhofer. Mittlerweile fährt der G4T4 selbstverständlich durch die Redlhamer Halle, als wäre es schon immer so gewesen. Die reibungslose Koexistenz funktioniert.

Nächste Flexibilitätsstufe erreicht

Der Co-act EGP-C ist so vorkonfiguriert, dass er elektrisch und mechanisch direkt an die gängigen Cobots verschiedener Hersteller montiert werden kann. Eine integrierte Strombegrenzung stellt sicher, dass die Greifkraft einen definierten Wert nicht überschreitet. Die Kollisionsschutzhülle vermeidet Verletzungsrisiken beim Einsatz im kollaborierenden Betrieb. Mit der Ansteuerung über Digitale I/O ist die Implementierung und Handhabung denkbar einfach. Einzelne Funktionalitäten des G4T4 sind kundenspezifisch anpassbar, zum Beispiel das Ablage- und Fördermodul. Vor allem das End-of-Arm-Tool lässt sich an weitere Randbedingungen anpassen. „Wir haben die ganze Bandbreite an Schunk-Greifern in unseren Anlagen verbaut, in ziemlich großer Stückzahl“, konstatiert Florian Kirchhofer. „Dank der 1a-Qualität und dem hervorragenden Service haben wir noch nie irgendwelche Probleme gehabt. Und jetzt entschärfen wir sogar unseren Personalengpass.“

Für Anwendungen, die keine Kollaboration erfordern, aber noch mehr Flexibilität bieten sollen, stellt Schunk die neuen elektrischen Parallelgreifer EGU und EGK vor. Sie bieten weitere Funktionen, etwa die freie Positionierbarkeit und noch mehr Abfrageparameter. Die beiden neuen Greifmodule des Automatisierungsexperten punkten mit Prozesssicherheit durch eine integrierte Greifkrafterhaltung und Werkstück-Verlusterkennung. Einsatzszenarien sind beispielsweise das flexible und taktzeitoptimierte Be- und Entladen einer Werkzeugmaschine ebenso wie Anwendungen in der Laborautomation und Elektronikfertigung.