Wenn der Cobot die Qualitätskontrolle übernimmt

Der Kunststoff-Oberflächenspezialist FMO Surface mit Sitz in Lemgo nutzt einen LBR Iisy Cobot von Kuka in der Qualitätskontrolle von gelaserten Busverbindern.

Zum Einsatz kommt der Cobot bei der Qualitätskontrolle von Datamatrix-Codes mit jeweils achtstelligen Zahlenreihenfolgen. Diese lasert das Unternehmen auf Busverbinder, bevor sie beim Kunden in Steuerungen verbaut werden. Da mehrere Komponenten mit einem Datamatrix-Code markiert sind und voneinander abhängen, ist die Zuverlässigkeit für die Traceability einer gesamten Baugruppe entscheidend. Daher muss auf die Prüfung der Qualität und Vollständigkeit der Datamatrix-Codes ein besonderes Augenmerk gelegt werden. Rund 7 Mio. Busverbinder werden bei FMO Surface Jahr für Jahr mit Datamatrix-Codes versehen.

Der Kunde – ein Automatisierungsunternehmen – wünschte sich laut FMO-Surface-Geschäftsführer Bastian Fest ausdrücklich eine automatisierte Lösung. Denn einen nicht perfekten Busverbinder in den eigenen Steuerungen zu verbauen, kann ihn teuer zu stehen kommen. Fest: „Der Busverbinder wird als allererstes Teil der Steuerung verwendet. Er wird verlötet, auf einer Platine verschraubt und darauf wird die ganze Steuerung verbaut. Wenn nun der Datamatrix-Code schlecht ist, wann fällt das auf? Im Warenausgang.“ Da ist der Schaden dann immens.

Die Qualitätskontrolle erledigten bei FMO Surface, auf die Veredelung von Kunststoff-Oberflächen spezialisiert, bis vor Kurzem Mitarbeiter manuell per Scanner. Im Frühjahr 2022 übernahm der LBR Iisy diese Aufgabe. Auf einer Messe in Kassel lernte Fest den Kuka-Cobot kennen. Der Unternehmer war sofort von dessen Vorteilen überzeugt. In der Niederlassung von Kuka in Siegen schaute er sich daraufhin den LBR Iisy in Ruhe an und entschied sich für den Kauf über den Marketplace von Kuka – ohne allerdings zu wissen, für welche Anwendung man den Cobot künftig nutzen würde.

„Der LBR Iisy vereint verschiedene Faktoren, die wir benötigen: Flexibilität, leichte Programmierbarkeit und die kollaborierende Einsatzbereitschaft. Daher haben wir ihn gekauft, ohne genau zu wissen, wo wir ihn einsetzen wollen“, sagt Fest. Die zum neuen Kollegen passende Aufgabe fand sich bei FMO Surface indes schnell, und zwar eben in der Qualitätskontrolle von Busverbindern.

Was die Programmierung von Robotern angeht, bezeichnet Fest sich als Anfänger. Denn beim Kauf seines ersten Kuka-Roboters hatte er zwar bereits eine Schulung am Kuka-College absolviert, doch diese betraf den KR Cybertech und lag vier Jahre zurück. Die Zusammenarbeit mit Kuka startete vor ein paar Jahren mit einem KR Cybertech Nano (KR 10 R1420), der bei der Palettierung und Bestückung einer Laseranlage eingesetzt wird. Zwei Jahre später kam ein weiterer Kuka-Roboter der KR Cybertech Serie hinzu, der die zu veredelnden Kunststoffteile wenden, messen und belasern kann. Umso größer ist Fests Freude über den neuen Cobot, der durch seine leichte Bedienbarkeit auch Programmieranfängern den Zugang zur Robotik ermöglicht.

Menschliche Mitarbeiter für monotone und gleichzeitig anspruchsvolle Aufgaben wie das Überprüfen der gelaserten Datamatrix-Codes zu gewinnen, wird für Unternehmen wie FMO Surface zunehmend schwer. Den LBR Iisy einzulernen, ging dagegen ohne Probleme. „Vom Auspacken über den Aufbau bis zur ersten Programmierung haben wir gerade einmal 30 Minuten gebraucht“, sagt Fest. Mithilfe des Smartpad Pro und der Robotersteuerung KR C5 Micro können auch Mitarbeiter den Cobot bedienen und anlernen, die bislang kaum Erfahrung mit Roboterprogrammierung haben.

„Der LBR Iisy läuft auf Basis des neuen Betriebssystems Iiqka-OS und ist damit einfach zu installieren, zu konfigurieren und zu programmieren“, erklärt Kuka-Vertriebsingenieur Robert Korte. Der Cobot ist dabei nicht nur in wenigen Minuten startklar, sondern lässt sich ebenso schnell an neue Herausforderungen anpassen. Für Fest ein enormer Vorteil: „Wir haben hier keine Ingenieure, daher ist die einfache Integration umso wichtiger.“

Ausgestattet mit zwei Kameras, arbeitet der Cobot für die Überprüfung der Datamatrix-Codes nun Hand in Hand mit Vorarbeitern der Laserabteilung. Auf einem Tray, einer Art Tablett, liegen 200 Kunststoffteile, die unter den LBR Iisy mit seinen beiden Keyence Kameras geschoben werden. „Im ersten Schritt wird die Qualität der Codes stichprobenartig anhand von 20 Teilen überprüft“, erklärt Hertz. „Passt alles, fährt der Cobot erneut über den Tray und prüft, ob alle 200 Teile da und alle Codes lesbar sind.“

Eine Kamera übernimmt mit der dazugehörigen Software die Prüfung der Qualität, die zweite ist für die Vollständigkeit verantwortlich. Stimmt etwas nicht, ist also ein Code von unzureichender Qualität oder unvollständig, bleibt der Roboter stehen und zeigt an, welcher Busverbinder betroffen ist. Ein menschlicher Kollege kann das fehlerhafte Teil dann austauschen, der Tray wird erneut geprüft und im Idealfall freigegeben.

„Durch den LBR Iisy sparen wir uns enorm viel Zeit, da wir nicht mehr jedes Teil einzeln abscannen müssen“, freut sich Vorarbeiter Tim Hertz. „Und wenn der Cobot einen Fehler meldet, müssen wir auch keinen Käfig öffnen oder eine ganze Anlage stoppen, sondern können das falsche Teil einfach entnehmen und ersetzen.“

Früher war diese Art der Qualitätskontrolle für FMO Surface viel aufwändiger: „Wenn wir auf Vollständigkeit überprüften, mussten wir früher jedes Teil einzeln scannen“, erinnert sich Hertz. Dazu musste ein Mitarbeiter die Bauteile aus dem Tray nehmen und sie später wieder zurücklegen. Heute, mit dem LBR iisy, geht das viel schneller und präziser.

Der LBR Iisy lässt sich ebenso einfach in bestehende Prozesse integrieren, wie auf neue Aufgaben umprogrammieren – ob Maschinen beladen, verpacken oder verschiedene Handling-Aufgaben. „Die integrierte Kabelführung und Energiezuführung des LBR iisy ermöglichen außerdem einen schnellen und einfachen Werkzeugwechsel“, fügt Korte hinzu. Für neue Applikationen lässt sich der Cobot jederzeit mit weiterem Zubehör aus dem Kuka-Marketplace ausstatten. Für Fest ein echter Pluspunkt: „Ich habe natürlich mit dem Produkt etwas, das hochflexibel ist. Ob ich vorne einen Sauger, Greifer oder eine Kamera befestige, interessiert den Roboter nicht, ich kann aber mein gesamtes Spektrum abdecken.“

Die Mitarbeiter bei FMO Surface waren von dem neuen Kollegen sofort begeistert, betont Fest. Berührungsängste gab es keine.„Dank der Sicherheitsfeatures ist die Arbeit in einem Arbeitsraum mit Menschen möglich“, erklärt Korte. Ausgestattet mit sensitiven Gelenkmomentsensoren in allen sechs Achsen, reagiert der LBR Iisy sofort auf kleinste Berührungen und bietet einen zertifizierten Kollisionsschutz.

Fest plant bereits die Automatisierung weiterer Prozesse. Auch im Tampondruck, merkt er an, könnte der Cobot demnächst wertvolle Dienste leisten. Des Weiteren steht die Anwendung der größeren Ausführungen des LBR iisy mit Traglasten von 11 und 15 kg auf seiner Wunschliste. Er sagt: „Gerade in Hinblick auf den Fachkräftemangel spielt die Automatisierung für ein mittelständisches Unternehmen wie unseres eine wichtige Rolle.“

sk