Der Sechsachsroboter mit Frässpindel bearbeitet das Weholite-Kunststoffrohr präzise. 
(Bildquelle:  alle Kuka)

Der Sechsachsroboter mit Frässpindel bearbeitet das Weholite-Kunststoffrohr präzise. (Bildquelle: Kuka)

Komponenten aus Kunststoff, unter anderem für Pipelines unter der Erde, sind eine Spezialität der  Uponor Infra in Vantaa, Finnland.  Das Unternehmen hat mit dem Produkt Weholite eine patentierte Lösung zur Herstellung von Kunststoffrohren mit mehreren Metern Länge und bis zu 3,5 m Durchmesser entwickelt. Zum Einsatz kommen diese überdimensionalen Rohre beispielsweise in der Schwerkraftkanalisation, bei der Entwässerung, in unterirdischen Kanälen, Rückhaltebeckensystemen oder Niederdruckanwendungen. Weholite-Rohre bieten die technischen Vorteile von PE-Vollwandrohren, sind jedoch leichter, reagieren flexibel auf Erdbewegungen und können aufgrund des hohen Grades der Vorfertigung einfacher und schneller installiert werden. Zur Herstellung der Rohre hat die Firma Eugen Riexinger, Bad Liebenzell,  für den Weholite-Lizenznehmer Asset International  im südwalisischen Newport eine voll integrierte Automatisierungslösung entwickelt.  Diese ermöglicht das Fräsen der riesigen Rohre im Werk. Kuka lieferte dafür nicht nur den 120 R2700 extra HA Roboter, sondern auch die Lineareinheit KL 1500-3 T, zwei Servo Motoren MG 360 für die externe Drehachse sowie die Steuerung CNC. „Für uns ist dieses Projekt der Pilot in der roboterbasierten Automatisierung“, erklärt Graham Bennett, Operation Manager bei Asset International.

Flexibilität erhöhen, Präzision verbessern

„Die größte Herausforderung des Automatisierungsprojektes war die zuverlässige und flexible Bearbeitung der außergewöhnlich großen Bauteile mit verschiedenen Konturen und Formen“, erklärt Markus Theobald, Geschäftsführer des Unternehmens Eugen Riexinger, tätigen Anbieter von kundenspezifischen Kunststoffschweißgeräten, Schweißmaschinen und Rohrsägen für die Verarbeitung von Kunststoffrohren, -formteilen, -fittings und -profilen. Um sowohl Flexibilität und Arbeitssicherheit bei Asset International zu erhöhen als auch Präzision und Reproduzierbarkeit der bislang ausschließlich von Hand durchgeführten Fräsarbeiten nachhaltig zu verbessern, suchte Riexinger eine modulare, integrierte Lösung mit Roboter und Frässpindel mit einfacher Bedienbarkeit. „Die Entwicklung modularer Systeme ist ein Kernziel des Integrators. „Sie ermöglichen unseren Kunden die sukzessive Erweiterung oder Anpassung an neue Anforderungen“, so Theobald. Kuka biete mit der Kombination Sechsachsroboter mit höherer Steifigkeit für die spanabhebende Bearbeitung und dem dazu gehörenden Millingpaket CNC eine voll integrierte Lösung an. Die erste Anwendung für kleinere Bauteile wurde bereits Ende 2013 beim Kunden installiert. Das Anlagensystem wurde sukzessive  weiterentwickelt , wobei ein Fokus auf der möglichst einfachen und flexiblen Aufspannung der überdimensionalen Bauteile lag.

Roboter als Teammitglied

Dank der Barrierefreiheit des Systems kann der Roboter auf der mitgelieferten Lineareinheit direkt an das Bauteil heranfahren.

Dank der Barrierefreiheit des Systems kann der Roboter auf der mitgelieferten Lineareinheit direkt an das Bauteil heranfahren.

Der  Roboter aus  der KR Quantec- Reihe für Traglasten bis zu 120 kg ist unter anderem für  Fräs- oder Laseranwendungen konzipiert. Er bearbeitet in dem walisischen Werk die großen Kunststoff-Rohrteile mit einer speziell gefertigten Hochgeschwindigkeits-Frässpindel. Zuvor spannen die Mitarbeiter die Bauteile auf einen multifunktionalen Aufspanntisch oder auf einen großen, selbstzentrierenden, drehachsengesteuerten Tisch auf. Dank der Barrierefreiheit der Anlage kann der Roboter auf der Lineareinheit direkt an das zu bearbeitende Kunststoffrohr heranfahren und dann das Bauteil flexibel nach Bedarf bearbeiten. „Unsere Mitarbeiter werden so vom bisherigen, sehr anstrengenden Handarbeiten mit starken Vibrationen entlastet“, so Bennett. Zudem müssen die Werker nicht mehr auf Leitern und Hubsteiger klettern, um händische Vorarbeiten wie das Vermessen mit Zirkel, Maßband und Schablone, oder das Sägen mit Säbel- oder Kettensäge sowie die Nacharbeiten der gesägten Flächen mit dem Winkelschleifer oder dem elektrischen Handhobel zu meistern. Dies habe wesentlich dazu beigetragen, dass die Mitarbeiter den Roboter nicht als Gefahr für ihren Arbeitsplatz betrachten, sondern als helfenden Unterstützer bei schweren Tätigkeiten und letztlich als Teammitglied.

50 Prozent Produktivitätssteigerung

„Die Lösung hat dafür gesorgt, dass wir die Produktivität signifikant steigern konnten“, stellt Bennet fest. Bei kürzeren Fertigungszeiten habe man die Kapazitäten um mehr als 50 Prozent erhöht. „Und das bei einer deutlich höheren Qualität und Genauigkeit“, betont Bennett. Qualitätsverbesserungen konnte Asset unter anderem . durch die hohe Reproduzierbarkeit erzielen. Sie optimiert den folgenden Produktionsschritt des Schweißens, indem nicht nur die Schweißzeiten, sondern auch der Verbrauch von Schweißmaterial durch die gleichbleibende Fügespalt- und Schweißnahtvorbereitung verringert werden konnte. Nicht zuletzt konnten gesundheitliche Folgeschäden durch die Handarbeit mit großen Vibrationen ausgeschlossen und die Sicherheit erhöht werden. Auch beim Integrator ist man sehr zufrieden. „Wir sind stolz darauf, die erste Anlage weltweit konzipiert zu haben, die so große Kunststoffteile in solch einer Präzision und Geschwindigkeit bearbeitet und gleichzeitig die Arbeitssicherheit erhöht“, betont Manuel Kratz, Leiter des Projektes bei Riexinger. Das Bad Liebenzeller Unternehmen will die roboterbasierte Automatisierung im Bereich der Kunststoffbearbeitung weiter ausbauen.

Über den Autor

Ulrike Kroehling

ist PR Referentin bei  Kuka Roboter in Augsburg,

info@kuka-roboter.de