Traditionelle Industrieroboter für die Automatisierung bei der Glasherstellung? Diesen Gedanken haben die Entscheider bei Hofmann Glastechnik aus Staudt schnell verworfen, denn sie gingen davon aus, dass diese Technik zu teuer, zu aufwendig und zu schwer zu integrieren sein würde. Als es für den Familienbetrieb zunehmend schwieriger wurde, qualifizierte Fachkräfte zu gewinnen und die Kapazitäten knapp wurden, kamen die Roboter doch wieder ins Spiel. „Der Fachkräftemangel hat uns in den letzten Jahren ganz schön zu schaffen gemacht und uns vor Augen geführt, wie wichtig es ist, das Potenzial unserer vorhandenen Mitarbeiter voll auszuschöpfen“, erklärt Robert Hofmann, Geschäftsführer der Hofmann Glastechnik GmbH. Daher wurde für repetitive Tätigkeiten, wie die Maschinenbestückung, eine automatisierte Lösung gesucht – und in Form kollaborierender Leichtbauroboter des dänischen Hersteller Universal Robots auch gefunden.
Kollaborierende Roboter: für kleine Unternehmen interessant
Anders als herkömmliche Industrieroboter können diese nach einer erfolgreich abgeschlossenen Risikobeurteilung ohne oder mit nur minimaler Schutzumhausung unmittelbar neben Menschen arbeiten. Das schafft neue Möglichkeiten für die Automatisierung verschiedenster Prozesse, besonders für kleine und mittlere Unternehmen wie Hofmann.
In der Fertigung des Traditionsbetriebs sind mittlerweile zwei UR-Roboter bei der vollautomatischen Serienherstellung von Glasküvetten im Einsatz. Hier übernehmen die kollaborierenden Roboterarme UR5 und UR10, die nach ihren Nutzlasten in Kilogramm benannt sind, selbstständig die Maschinenbestückung. In einem präzisen Pick&Place-Verfahren greift der Roboter die empfindlichen Glasröhren, führt sie einer SPS gesteuerten Glasdrehbank zu, entfernt sie nach der Bearbeitung wieder daraus und legt sie ab.
50 % mehr Produktionskapazität
Laut Robert Hofmann, der das Unternehmen in zweiter Generation führt, sin die Gläser extrem empfindlich. „Schon kleinste Temperaturveränderungen an den Werkzeugen wirken sich auf das Umformungsergebnis aus.“ Für jedes Teil muss der Produktionsprozess daher präzise und stabil sein, damit eine gleichbleibende Qualität erzielt werden kann. Hierfür muss die Temperatur an den Maschinen möglichst konstant sein. „Früher haben unsere Mitarbeiter die Glasdrehbänke manuell bestückt.“ Schon bei kurzen Unterbrechungen im Arbeitsprozess kühlten die Maschinen dann natürlich immer wieder ab. „Als wir das erste Mal die kollaborierenden UR-Roboter für diese Aufgabe einsetzten, haben wir auf einmal top Ergebnisse bekommen“, sagt der Geschäftsführer.
Im Traditionsbetrieb bestücken die UR-Roboter bis zu elf Stunden am Tag die Maschinen. So werden Taktzeiten exakt eingehalten, Ausfallzeiten reduziert und die Fertigungsprozesse stabilisiert. Seine Produktionskapazitäten im Anwendungsbereich hat das Unternehmen um 50 Prozent gesteigert, so dass sich die Investition in die Roboter in etwa einem halben Jahr amortisierte.
Umbau möglich, mit einfachem Einlernen danach
Bei Bedarf kann das Unternehmen die kollaborierenden Kollegen flexibel an verschiedenen Glasdrehbänken einsetzen. „Das ‚Umdocken‘ der Roboter ist sehr einfach. Wir haben dafür eine Vorrichtung entwickelt, durch die wir die UR-Roboter ganz unkompliziert zwischen den verschiedenen Maschinen verschieben können“, erklärt Björn Uthe, Abteilungsleiter im Maschinenpark bei der Hofmann Glastechnik GmbH. Mit Hilfe eines intuitiven Touchscreen-Tablets können erforderliche Bewegungsabläufe festgelegt werden. Im „Freilaufmodus“ kann der Nutzer einfach den Arm des Roboters greifen und ihm neue Aufgaben beibringen, indem er ihn physisch von Wegpunkt zu Wegpunkt führt.
Hofmann arbeitet bereits daran, weitere Roboter in der Produktion zu implementieren. „Der eine UR-Roboter erwirtschaftet im Prinzip immer wieder den nächsten“, sagt Hofmann. „Mittelfristig wollen wir bei allen Produktionsprozessen, die automatisiert werden können, die Leichtbauroboter einsetzen.“
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Über den Glashersteller
Seit mehr als fünf Jahrzehnten stellt die Hofmann Glastechnik GmbH in Staudt technische Gläser für Labore, Medizin und Industrie her. Mit über 20 Mitarbeitern kombiniert das Unternehmen traditionelles Glasbläserhandwerk und moderne Produktionstechniken. Neben kundenspezifischen Sonderanfertigungen produziert der Betrieb im südlichen Westerwald auch Normbauteile und beliefert mehr als 350 Stammkunden. Besonders mit der vollautomatischen Serienherstellung von Glaskomponenten für die Elektrotechnik hat sich Hofmann einen Namen gemacht. Unternehmen wie Philips und Siemens zählen zu den Kunden des Zulieferers.
