Robobend ist der erste standardisierte Biegeroboter, der einfach an fast alle vorhandenen Abkantpressen angeschlossen und verwendet werden kann. Das dänisch-litauische Produkt löst nicht nur das Problem der Suche nach qualifizierten Maschinenbedienern, senkt die Produktionskosten und liefert eine gleichbleibend hohe Qualität - es öffnet auch die Türen zu industriellen Innovationen, die bisher nur für große Hersteller möglich waren.
Metallbiegeteile werden überall gebraucht. Natürlich können sie mit einfachen und alten Abkantpressen und Handarbeitern hergestellt werden, sofern Letztere vorhanden sind. Aber wenn ein Unternehmen nach einer Lösung sucht, um diesen Prozess zu automatisieren, ergeben sich Probleme. Biegeroboter sind nichts Neues, aber sie sind in der Regel an bestimmte Abkantpressen gebunden, sodass ein Hersteller alles kaufen muss - einen Roboter und neue Abkantpressen.
An dieser Stelle kommt Robobend ins Spiel. Aufgrund des Robot & Bending Machine Interfaces (RBMI) kann dieser Roboter in bestehende Produktionslinien eingebaut werden und ist mit allen vorhandenen Abkantpressen kompatibel, auch mit denen, die vor Jahrzehnten hergestellt wurden. Darüber hinaus kann der Roboter so programmiert werden, dass er eine breite Palette von Produkten herstellen und sich an wechselnde Anforderungen anpassen kann, sodass er nicht Gefahr läuft zu verstauben, wenn sich das Geschäftsumfeld ändert. Die Biegezeit hängt von der Schwierigkeit des herzustellenden Details ab und reicht von 1 min für einfache Teile bis zu 4 oder 5 min für komplexere Aufgaben.
Startschuss für die standardisierte Roboterlösung
"Die Idee kam 2017", erklärt Thomas Ronlev, CEO und Mitbegründer von Robobend ApS und Factobotics, der dänisch-litauischen Muttergesellschaft. "Ein Kunde von Factobotics fragte nach einer maßgeschneiderten Roboterlösung für das Blechbiegen. Wir stellten bald fest, dass viele andere Unternehmen ein ähnliches Problem hatten. Die Antwort war ein standardisierter Roboter."
Nach einer Investition von fast 1 Mio. Euro installierte Robobend 2020 seinen ersten standardisierten Roboter für das Unternehmen Tool Denmark A/S, Bild 1. Seitdem hat der Roboterhersteller Aufträge aus der Automobil- und Bauindustrie, dem Lebensmittelsektor und anderen Branchen erhalten.
Thomas Ronlev sind die Herausforderungen in der Fertigung nicht fremd. Er kommt aus der metallverarbeitenden Industrie und verfügt über 25 Jahre Erfahrung im Bau von Fabriken und Produktionsanlagen. Daher glaubt er, ein sehr gutes Verständnis für die Probleme der Branche zu haben. "Alle Abkantpressen sind sehr unterschiedlich. Sie sehen zwar alle sehr ähnlich aus und funktionieren nach denselben Prinzipien, egal ob sie aus dem Jahr 1999 oder 2021 stammen. Aber ihre Steuerungen und die Art und Weise, wie sie funktionieren, sind sehr unterschiedlich und schwierig. Unsere wichtigste Entdeckung ist also RBMI, das es dem Roboter ermöglicht, mit den Abkantpressen zu kommunizieren, und zwar mit allen auf dem Markt erhältlichen. Wir haben viele Stunden damit verbracht, und mit der ersten Installation bei Tool Denmark haben wir gezeigt, dass dies möglich ist, denn die Abkantpressen, die sie haben, sind von 1999", sagt Thomas Ronlev.
Einsatz in jeder Produktionsumgebung
Robobend ist so konzipiert, dass er in jeder Produktionsumgebung von jedem Arbeiter ohne spezielle Ausbildung einfach zu bedienen ist, Bild 2.
Zunächst wandelt der Bediener die zu biegenden Produktionszeichnungen mit der Software in Programme um. Dieser Vorgang wird nur für neue Teile wiederholt, da alle Informationen gespeichert und über den Cloud-Server abgerufen werden können. Eine intuitive Benutzeroberfläche ermöglicht es den Anwendern, den Roboter einfach zu bedienen, zu planen und die Produktionsaufträge schnell zu erledigen.
Als Roboterarm verwendet der Robobend1200 den Fanuc Robot M-10iD/12 mit einer Traglast von bis zu 12 kg, einer Reichweite von 1.441 mm und einer Wiederholgenauigkeit von +/- 0,02 mm. Wenn der Roboter in Betrieb geht, nimmt er die vorgefertigten Teile aus dem Zuführungsbereich auf, in dem die zu biegenden Metallteile gelagert werden. Die physische Schnittstelle zwischen dem Roboterarm und dem Werkstück - der Greifer - hilft dem Roboter bei der Handhabung von Objekten. Robobend1200 wird standardmäßig mit drei Greifern nach Wahl aus dem Standardsortiment geliefert. Für anspruchsvollere und komplexere Produkte, bei denen die Standardgreifer nicht ausreichen, können zusätzliche Greifer entwickelt und geliefert werden. Darüber hinaus können spezielle Werkzeuge für die Abkantpresse entwickelt werden. So kann selbst ein Biegeprozess mit sehr hoher Wiederholgenauigkeit einfach und schnell durchgeführt werden.
Ein integrierter Separator sorgt dafür, dass jedes Mal nur ein Teil aufgenommen wird. Nach der Entnahme wird das Metallteil zur Kalibrierung auf den Aligner gelegt. Die Kalibrierung erfolgt, indem man ein Teil in eine 90-Grad-Ecke fallen lässt, Bild 3. Sie dient dazu, Fehler zu korrigieren, die beim Auflegen von Teilen auf einen Feeder auftreten können. Nachdem das Teil korrekt aufgenommen wurde, legt der Roboter es in die Biegemaschine ein, nimmt es nach dem Biegen heraus und stapelt es ordentlich auf einer Palette, Bild 4. Er arbeitet so lange, bis alle vorgefertigten Teile gebogen sind und der nächste Auftrag in den Feeder gelegt werden kann. Die Paletten können direkt aus dem Palettier- und Zuführbereich entnommen und durch leere Paletten ersetzt werden.
Intelligente Qualitätssicherung
Der Roboter verfügt über eine Reihe von intelligenten Geräten, die sicherstellen, dass die Qualität der gebogenen Details so präzise wie möglich ist. Hierzu zählen zum einen Smart Fingers. Dabei handelt es sich um Rückenlehren mit Sensoren, mit deren Hilfe der Roboter die korrekte lineare Position fühlen kann, wenn er das Teil vor dem Biegen in die Abkantpresse einführt. Zum anderen kann mit Laser Check der Biegewinkel gemessen werden, indem die Projektion des Laserstrahls auf die Oberfläche des Blechs mit der integrierten Kamera abgetastet wird. Der Winkel zwischen dem Laser und der Kameraachse ermöglicht eine Winkelmessung. Mit einem zweiten Sensor auf der gegenüberliegenden Seite wird der Biegewinkel berechnet. Korrekturen werden, falls erforderlich, in Echtzeit vorgenommen. Während des Biegens muss der Roboter die Teile aus verschiedenen Richtungen greifen, wofür Kippvorrichtungen eingesetzt werden. In der Robobend1200-Zelle werden zwei Kippvorrichtungen verwendet: eine Vakuum-Kippvorrichtung und eine mechanische Kippvorrichtung.
Eine der wichtigsten Komponenten von Robobend ist die Roboter- und Biegemaschinenschnittstelle (RBMI) - das Gehirn, das über eine eingebettete Software verfügt, die eine "intelligente Lösung" bietet und es dem Roboter erlaubt, mit jeder Abkantpresse zu arbeiten. Dieses Schlüsselmerkmal ermöglicht eine einfache Implementierung sowie Nutzung und bietet dem Roboter die Kontrolle über die Maschine, eine einfache Programmierschnittstelle und Qualitätskontrolle. Gleichzeitig basiert RBMI auf der Industrie-4.0-Philosophie, sodass Daten aus der Cloud und anderen Quellen zur Optimierung der Einrichtung und der täglichen Maschinenleistung integriert werden können.
Abschließend sind die Abdeckung und das Kupplungssystem des Roboters zu nennen. Die Abdeckung besteht aus Stahl und wird anschließend aus organischem Glas gefertigt, um die gesamte Zelle abzudecken und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten. Sie enthält auch Griffe, mit denen die Roboterzelle von der Abkantpresse entfernt werden kann, wenn sie manuell gebogen werden muss. Außerdem sorgt das industrielle Design für ein angenehmes Erscheinungsbild in der Fabrik. Das Kupplungssystem ermöglicht es dem Anwender, den Roboter an der Abkantpresse zu befestigen oder von ihr zu lösen. Der Roboter wird mit Kupplungen am Boden befestigt, um ihn während des Betriebs zu stabilisieren.
Aktuelle und zukünftige Benutzer
Derzeit hat Robobend mehrere Implementierungen bei europäischen Herstellern und steht in Verhandlungen für weitere. "Viele Unternehmen, die Biegeroboter anbieten, erstellen kundenspezifische Software für die Hersteller, was den Arbeitsablauf erschwert. Denn jedes Mal, wenn Anwender ein neues Detail haben, müssen sie sich an den Anbieter wenden. Das kostet Zeit und manchmal sogar Geld", sagt Thomas Ronlev.
Deutschland weist eine starke Führung auf dem Produktionsmarkt auf und hat ein großes Interesse daran, diese zu behalten. Die deutsche Strategie setzt stark auf die Robotisierung, um ihre führende Position zu halten, da es immer schwieriger wird, qualifizierte Mitarbeiter zu finden. Deshalb möchte sich das dänische Unternehmen im Jahr 2022 auf den deutschen und nordeuropäischen Markt konzentrieren. "Wir haben geschätzt, dass es 150.000 bis 200.000 Abkantpressen in Deutschland gibt, und weit mehr als eine Million auf der ganzen Welt. Das ist eine ganze Menge. Und der Arbeitskräftemangel ist ein großes Problem. Das Marktdatenanalyseunternehmen Skills Panorama der Europäischen Kommission prognostiziert 2,7 Millionen unbesetzte Stellen im Metallmaschinenbau in der EU bis 2030", erläutert Thomas Ronlev. Er ist der Meinung, dass Roboter dazu beitragen, Arbeitsplätze zu erhalten, anstatt sie wegzunehmen. Denn so können Fabriken die gleiche oder eine höhere Kapazität beibehalten. Und das bedeutet, dass das Geld in Europa bleibt, in Form von Arbeitsplätzen, Löhnen, Lieferketten und Investitionen.
"Angesichts der Covid-19-Pandemie, die die globalen Lieferketten unterbricht, stellen die Hersteller fest, dass sie sich nicht mehr auf Zulieferer an weit entfernten Standorten wie China verlassen können. Da Roboterlösungen immer leistungsfähiger, günstiger und einfacher zu implementieren sind, kehren die Unternehmen den Prozess des Offshoring um und verlagern die Produktion näher an ihr Heimatland, was dazu beiträgt, ihre Lieferketten widerstandsfähiger zu machen", meint Thomas Ronlev. Ihm zufolge hat sich die Entwicklung von Robotern in den vergangenen Jahren schnell und stark vollzogen. Sie werden immer intelligenter und lassen sich aufgrund intuitiver Schnittstellen leichter (um)programmieren.