Maschine, die CNC-Roboter bedient Miniaturansicht

Von: Flexxbotics Februar 2021

CNC-Roboter zur Maschinenbeschickung:
Vorteile und Herausforderungen

CNC-Robotermaschinenbeschickung ist heute ein wachsender Trend in der Fertigung. Auf dem hart umkämpften Markt von heute suchen Hersteller nach jedem Vorteil. Warum suchen Hersteller also nach Roboterautomatisierung für Maschinenbeschickungsaufgaben? Dieser Artikel beschreibt die Grundlagen der CNC-Robotermaschinenbeschickung, die Vorteile und Herausforderungen dieser Technologie und wann ein CNC-Roboter für Sie geeignet ist.

Was ist CNC-Maschinenbeschickung?

Robotergesteuerte Maschinenbeschickung verwendet einen Roboter, um eine Maschine zumindest teilweise zu bedienen. Typischerweise sind dies Maschinen wie CNC-Maschinen, Mühlen, Pressen usw. Ein Roboter kann einfache Aufgaben wie das Be- und Entladen und bis hin zu tiefergehenden Aufgaben wie dem vollständigen Betrieb eines Geräts ausführen. CNC-Robotermaschinenbeschickung ist dieses Konzept, das ausschließlich auf CNC-Maschinen angewendet wird. Daher sind diese Roboter in jeder Branche zu finden, in der CNC-Maschinen eingesetzt werden.

Kollaborative Roboter haben sich in den letzten Jahren als besonders effizient für die CNC-Maschinenbeschickung erwiesen. Hersteller wie Universal Robots spielen eine große Rolle im Anwendungsbereich der CNC-Maschinenbeschickung, und viele Drittunternehmen haben ebenfalls standardisierte Lösungen entwickelt, um die Integration mit CNC-Maschinen zu erleichtern.

Haas Palettenpool

Automatisierte CNCs vs. Roboter-CNC-Systeme

Es ist wichtig, zwischen automatisierten CNCs und Roboter-CNC-Systemen zu unterscheiden. Automatisierte CNCs beziehen sich auf CNC-Maschinen mit bestimmten Zusatzkomponenten wie Palettenladern und Teilezuführungen. Diese Komponenten sind für die Automatisierung nützlich, haben aber nicht die Flexibilität und Funktionalität von CNC-Roboterarmen.

Beispielsweise lösen CNC-Automatisierungssysteme oft ein ganz bestimmtes Problem. Dies könnte so etwas wie ein Teileförderer sein. Wenn sich jedoch das Teil ändert oder eine Vielzahl von Teilen zugeführt und entladen werden muss, ist dieses System nicht in der Lage, diese Aufgabe zu bewältigen. Andererseits ist ein Maschinenbeschickungsroboter robuster, da er für eine Vielzahl von Aufgaben neu programmiert und für mehrere Anwendungsfälle eingesetzt werden kann. Dies macht es zu einem wertvolleren Gerät für dynamische Fertigungsumgebungen. Es ermöglicht Unternehmen auch eine bessere Kapitalrendite, da sie die Nutzungsrate ihres Roboters maximieren können.

Warum CNC-Roboter für die Maschinenbeschickung verwenden?

CNC-Maschinenbeschickungsroboter bieten Herstellern gewisse Vorteile. Diese Vorteile können besonders in dynamischen Fertigungsumgebungen nützlich sein. Zu diesen Vorteilen gehören:

Gestiegene Produktivität

Ist gestiegen
Produktivität

Kosteneinsparungen

Kosteneinsparungen
Im Laufe der Zeit

Arbeitssicherheit

Arbeiter
Sicherheit

Erhöhte Zuverlässigkeit

Ist gestiegen
Verlässlichkeit

Gestiegene Produktivität
CNC-Maschinenbeschickungsroboter bieten gegenüber menschlichen Bedienern eine höhere Produktivität. Sie arbeiten oft schneller und effizienter. Sie machen auch weniger Fehler, was Material spart, die Produktivität erhöht und die Kosten der Robotik rechtfertigt.

Kosteneinsparungen im Laufe der Zeit
Roboter können den Herstellern im Laufe der Zeit Geld sparen, wenn sie in die richtige Situation gebracht werden. Dies hängt sicherlich davon ab, ob die Anwendung für den Roboter geeignet ist. Wenn der Roboter falsch eingesetzt wird, produziert er möglicherweise nicht auf einem sehr hohen Niveau. Stellen Sie sich beispielsweise einen Maschinenbeschickungsroboter vor, der für eine Maschinenbeschickungsaufgabe mit geringem Volumen eingesetzt wird. In diesem Szenario produziert es möglicherweise nicht genug, um seine Kosten zu rechtfertigen. Aus diesem Grund kann der Einsatz des Roboters für andere Aufgaben oder sogar andere CNC-Maschinen die Einsparungen drastisch erhöhen. Ein Roboter in der richtigen Anwendung kann jedoch sehr produktiv sein und genügend Einnahmen generieren, um seine Kosten in kurzer Zeit zu amortisieren. Ein Beispiel hierfür könnte ein Maschinenbeschickungsroboter sein, der bei einer hochvolumigen Maschinenbeladungsaufgabe eingesetzt wird, mit der Techniker nur schwer Schritt halten können, und ihre anderen Aufgaben. Der Industriestandard-ROI wurde auf 6-18 Monate reduziert, insbesondere bei kollaborativen Robotern wie Universal Robots.

Arbeitssicherheit
Die Arbeitssicherheit ist in der Regel ein Hauptanliegen der Hersteller. Der direkte Kontakt mit Maschinen ist oft der gefährlichste Ort in einer Anlage. Daher ist es sinnvoll, menschliche Bediener für sicherere und komplexere Aufgaben einzusetzen.

Erhöhte Zuverlässigkeit
CNC-Maschinenbeschickungsroboter sind ebenfalls sehr zuverlässig. Da Roboter nicht verletzt oder krank werden, können Sie weniger Ausfallzeiten aufgrund menschlicher Faktoren erwarten. Roboter haben eine unglaubliche Betriebszeit und können am Ende des Tages genauso gute Leistungen erbringen wie am Anfang.

Mögliche Herausforderungen von CNC-Robotern

CNC-Roboter bringen einige Herausforderungen mit sich, derer Sie sich bewusst sein sollten. Wenn Sie diese Herausforderungen annehmen können, können Sie von den Vorteilen dieser Technologie profitieren. Zu diesen Herausforderungen gehören:

Roboter-Maschinen-Schnittstelle

Roboter-Maschine
Schnittstelle

Roboter-Neubereitstellung

Effizienter Roboter
Umschichtung

Maschinenintegration

Integration b/t
Mehrere Maschinen

Lights-Out-Automatisierung

Lichter erreichen
Automatisierung heraus

Roboter-Maschine-Schnittstelle
Die Verbindung zwischen Robotern und CNC-Maschinen war traditionell eine Herausforderung. Dies liegt daran, dass die meisten CNC-Maschinen für menschliche Bediener konzipiert sind. Heutzutage sehen wir, dass immer mehr Unternehmen Roboterschnittstellen herausbringen, aber sie sind entweder kostspielig und/oder zwischen CNC-Herstellern nicht nachrüstbar. Es ist möglich, bei Bedarf Lösungen von Integratoren oder sogar Ihren eigenen DIY-Projekten zu finden, aber diese Lösungen können kostspielig und zeitaufwändig sein.

Flexx CNC-Middleware

Flexxbotics bietet eine standardisierte Standardlösung, die speziell für dieses Problem entwickelt wurde. Die Flexx CNC verbindet Universal Robots Cobots und CNC-Maschinen verschiedener Marken. Dies beseitigt die Kopfschmerzen, sich selbst mit einer CNC zu verbinden, was selbst für erfahrene Techniker eine gewaltige Aufgabe ist. Es bedeutet auch, dass Sie die hohen Entwicklungskosten für ausgelagerte Integrationslösungen vermeiden können.

Effizienter Robotereinsatz
Wir wissen, dass es zur Maximierung des Potenzials Ihrer Investition in UR-Roboter unerlässlich ist, sie für verschiedene Aufgaben und CNC-Maschinen einzusetzen. Der Roboterumbau ist jedoch mit Herausforderungen verbunden. Wenn ein Roboter neu eingesetzt wird, landet er möglicherweise nicht an derselben Stelle, an der er programmiert wurde. Dies bedeutet, dass Sie Ihren Roboter möglicherweise neu programmieren müssen. Dies ist sehr ineffizient, daher ist es eine zu erwägende Lösung, das Programm auf die Maschine referenzieren zu können.

Flexx CNC-Middleware

Die Flexx-Referenz ist daher ein Muss für Ihre Roboterumstellung. Erstens ist es eine mechanische Referenz, die für diesen Zweck verwendet wird. Es aktualisiert alle vorhandenen Wegpunkte, sodass Sie keine Zeit damit verbringen müssen, Ihren Roboter für eine Aufgabe neu zu programmieren, für die er bereits programmiert ist.

Integration zwischen mehreren Maschinen
Als nächstes, selbst wenn Sie das Kommunikationsproblem zwischen Roboter und CNC lösen, verschärft sich das Problem, wenn Sie mehrere CNC-Maschinen bedienen. Da Produktionsstätten mit mehreren CNC-Maschinen wahrscheinlich mehrere Steuerungsmarken haben, ist das Wiederholen dieser Integration komplexer als das Kopieren und Einfügen.

Die Flexx CNC ist eine standardisierte Middleware und URCap, die entwickelt wurde, um einen universellen Roboter einfach mit mehreren CNC-Maschinen kommunizieren zu lassen. So können Sie einfach das gleiche Produkt verwenden, anstatt separate Lösungen für jede CNC-Maschine zu entwickeln. Die Lösung funktioniert mit großen CNC-Marken wie:

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Fanuc
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Lights-Out-Automatisierung erreichen
Lights-out-Fertigung ist eines der Hauptziele der Branche. Es ist die Fähigkeit, die Produktion mit wenig bis gar keiner menschlichen Überwachung fortzusetzen. Dies ist ein allgemeiner Vorteil der Robotik in bestimmten Anwendungen. Dies ist beispielsweise für CNC-Maschinenbeschickungsanwendungen möglich, solange eine Kommunikation zwischen Roboter und CNC-Maschine besteht.

Um einen Roboter auf einer CNC-Maschine wirklich auszuschalten, müssen Sie alle Aspekte automatisieren, einschließlich der Ausführung von G-Code/M-Code, der Bedienung von Schraubstöcken, dem Öffnen/Schließen von Türen und der Verwaltung von Stopp-/Startzyklen. Wenn Sie manuelle Eingriffe vermeiden möchten, benötigen Sie eine Roboter-zu-CNC-Schnittstelle, um all diese Aspekte zu verwalten. Das Erstellen einer Schnittstelle kann jedoch komplex, zeitaufwändig und kostspielig sein. Ganz zu schweigen davon, dass Sie für jede CNC-Maschine, zu der Sie eine Schnittstelle benötigen, eine andere Schnittstelle benötigen. Aus diesem Grund enthält Flexx CNC von Flexxbotics die gesamte Middleware, URCap und Schnittstelle zur Steuerung und Verwaltung all dieser Elemente zwischen Ihrem UR-Roboter und Ihrer CNC-Maschine. Dies ermöglicht eine optimale Produktionseffizienz durch Maximierung der Tagesleistung.

Wann ist ein CNC-Roboter für Ihren Maschinenbeschickungsbetrieb geeignet?

Die Herausforderungen und Vorteile von CNC-Robotermaschinenbeschickungssystemen liegen auf der Hand. Woher wissen Sie also, ob diese Technologie für Sie geeignet ist? Diese Frage ist schwer zu beantworten, aber einige wichtige Überlegungen könnten Sie dazu bringen, tiefer über die Möglichkeit der Automatisierung nachzudenken.

Maschinenpflegeroboter

Sie brauchen eine schnellere und effizientere Produktion
Geschwindigkeit ist ein gängiger Katalysator für die Automatisierung. Menschliche Operatoren haben eine Grenze, wie schnell sie arbeiten können. Ermüdung kann zu langsamerer Produktion, Fehlern und Materialverschwendung führen. Sie können sehen, wie diese Probleme zu Umsatzeinbußen führen können. CNC-Roboter können oft schneller arbeiten als menschliche Techniker. Außerdem können sie dieses Tempo so lange aufrechterhalten, wie es Material gibt, um es zu füttern. Dies ermöglicht es ihnen, den Menschen in vielen Fällen effizienter zu übertreffen.

Selbst wenn ein Roboter nicht schneller sein kann als Ihre menschlichen Bediener, bringt seine Fähigkeit, unbeaufsichtigt und ohne Licht zu arbeiten, mehr Produktivität. Dies gilt, solange Ihre unbeaufsichtigte Einrichtung effizient ist.

Sie haben mit einem instabilen Arbeitskräftepool zu kämpfen
Gute Mitarbeiter in der Fertigung zu finden, scheint schwieriger denn je zu sein. Lücken in Ihrer Belegschaft beeinträchtigen Ihre Fähigkeit, Produktion und Umsatz zu maximieren. CNC-Roboter helfen, diese Lücke zu schließen und Ihre Belegschaft zu stabilisieren. Sie werden auch Ihre tatsächliche Belegschaft in die Lage versetzen, sich weiterzuentwickeln und zu lernen, mit dieser neuen Technologie zu arbeiten, insbesondere mit kollaborativen Robotern. Es wird ihnen wertvolles Wissen und Motivation bringen, länger bei Ihrem Unternehmen zu bleiben.

Sie müssen die Arbeitskosten senken
In einer hart umkämpften Fertigungsindustrie suchen Unternehmen überall nach einem Wettbewerbsvorteil. Robotik senkt die Beschäftigungskosten auf Ihr Endergebnis. Dies umfasst sowohl Löhne als auch andere „versteckte“ Kosten wie Gesundheitsversorgung und andere Leistungen. Die hohen Vorabkosten der Robotik werden schließlich durch die Entlastung der Beschäftigungskosten in der richtigen Anwendung ausgeglichen. Die minimalen Kosten nach der Integration wie Wartung werden im Vergleich zu den Kosten für die Beschäftigung von Arbeitskräften als gering angesehen.

Wenn wir die Vorteile und Herausforderungen der CNC-Maschinenbestückung verstehen, braucht ein erfolgreiches Automatisierungsprojekt die richtigen Produkte und Werkzeuge. Zunächst müssen Sie den CNC-Park Ihres Unternehmens berücksichtigen. Dann müssen Sie diesen Roboter möglicherweise in viele verschiedene Maschinen integrieren, um ihn rentabel zu machen.

Aus diesem Grund helfen Ihnen die richtigen Lösungen wie die Flexx CNC von Flexxbotics, Ihre CNC-Roboterintegrationen zu vereinfachen und Ihre Kapitalrendite zu maximieren. Es handelt sich um eine standardisierte Hardware- und Software-Benutzeroberfläche zur Automatisierung der Bedienung von Cobot-Maschinen.

Um mehr über die Flexx CNC-Schnittstelle zu erfahren, sehen Sie sich unser Produkt an
Seite hier oder wenden Sie sich an einen Experten unter info@flexxbotics.com