Schwerlast sicher im Griff
Zimmer Group Greifsystem für die Mensch-Roboter-Kooperation bei Scania
Hohe Qualitätsanforderungen, eine zunehmende Variantenvielfalt und der anhaltende Fachkräftemangel erfordern neue, flexible Automatisierungskonzepte – insbesondere in der Gießerei und mechanischen Nachbearbeitung von Großkomponenten. Gerade bei schweren Motor- und Zylinderblöcken stößt eine rein manuelle Handhabung an ihre Grenzen, während eine vollständige Automatisierung aufgrund komplexer Prüfprozesse oft nicht wirtschaftlich oder technologisch sinnvoll ist.
Vor diesem Hintergrund realisierte die Zimmer Group für den Integrator MRK-Systeme GmbH ein leistungsfähiges Greifsystem zur Handhabung von LKW-Motorblöcken und Zylinderköpfen für den Endkunden Scania. Die große Herausforderung bestand hierbei in der Verbindung von Werkstücken mit einem Gewicht von bis zu 400 kg, die für den Einsatz in einer Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) ausgelegt sind.
Herausforderung: 400 Kilogramm Präzision
In der Qualitätsprüfung von Gussteilen wird traditionell ein Großteil der Arbeitszeit dafür verwendet, die Bauteile mithilfe von Manipulatoren in eine geeignete Prüfposition zu bringen. Die eigentliche Kernkompetenz der Mitarbeitenden – das zuverlässige Erkennen von Gussfehlern – tritt dabei zeitlich in den Hintergrund.
Ziel des Projektes war es, die nicht-wertschöpfenden Handhabungsschritte zu optimieren und gleichzeitig die menschliche Expertise im Prüfprozess zu erhalten. Deshalb kommen bei Scania vier Schwerlastroboter zum Einsatz. Sie nehmen die bis zu 400 kg schweren Motor- und Zylinderblöcke auf, positionieren sie präzise und stellen sie den Mitarbeitern in ergonomisch optimaler Lage zur Inspektion bereit. Im Zentrum dieser Lösung steht das speziell entwickelte Schwerlast-Greifsystem der Zimmer Group. So konnten bereits über 300.000 Werkstücke in einer Taktzeit von nur 210 Sekunden teilautomatisiert inspiziert werden.
Maßgeschneidertes Greifsystem für maximale Prozesssicherheit
Für diese anspruchsvolle Anwendung hat die Zimmer Group ein applikationsspezifisches End-of-Arm-Tool (EOAT) entwickelt, das höchste Anforderungen an Tragfähigkeit, Prozessstabilität und Bedienerfreundlichkeit erfüllt. Die Motorblöcke werden nach dem Gussprozess zur Nachbearbeitung und Qualitätsprüfung transportiert. Das Greifsystem übernimmt das automatische Abnehmen der Bauteile vom Förderband, das sichere Fixieren sowie das präzise Positionieren im Arbeitsraum des Bedieners. Das hierfür nötige Sicherheitskonzept wurde dabei eng mit MRK-Systeme GmbH, dem Experten für MRK-Anwendungen, abgestimmt.
Wesentliche Anforderungen an das EOAT waren deshalb:
- Eine hohe Tragfähigkeit bei gleichzeitig kompakter Bauform
- Ein MRK-fähiges Sicherheitskonzept
- Robuste Komponenten, geeignet für die raue Gießerei-Umgebung
- Prozesssichere Wiederholgenauigkeit auch über hohe Stückzahlen hinweg
Intuitive Bedienbarkeit im MRK-Umfeld
Ein zentrales Element der Anwendung ist die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Roboter. Die Mitarbeitenden können die Orientierung des Bauteils im Greifer intuitiv per Joystick anpassen, wenn eine andere Prüflage erforderlich ist.
Das Greifsystem der Zimmer Group ist dafür so ausgelegt, dass Dreh- und Schwenkbewegungen kontrolliert und feinfühlig ausgeführt werden können. Das Werkstück wird dabei jederzeit stabil geführt, sodass die Interaktion zwischen Mensch und Maschine sicher und vorhersehbar bleibt. Durch diese hybride Automatisierung wird Handhabung vollständig vom System übernommen, während die Qualitätsentscheidung weiterhin beim erfahrenen Mitarbeiter liegt.
Dabei verbindet das Schwerlast-EOAT die Robustheit klassischer Industrieautomation mit der Flexibilität und Prozessnähe einer MRK-Anwendung. Erst durch ein speziell ausgelegtes Greifkonzept werden Standard-Industrieroboter mit hoher Traglast befähigt, schwere Gusskomponenten sicher und wirtschaftlich im direkten Bedienerumfeld einzusetzen.
Nachhaltige Produktivitätssteigerung
Nach mehr als zwei Jahren Betriebserfahrung hat sich das System bei Scania voll und ganz bewährt. Neben einer signifikanten Steigerung der Produktivität konnten auch ergonomische Verbesserungen und eine optimierte Fehlererkennungsrate erzielt werden. Die hohe Verfügbarkeit ergibt sich aus der Kombination von automatisierter Handhabung und menschlicher Prozesskontrolle und stellt einen klaren Vorteil gegenüber rein manuellen Systemen oder vollständig gekapselter Automation dar.
Die Lösung steht exemplarisch für einen zentralen Trend der Industrie: Intelligente Greiftechnik ist der Schlüssel zu hybriden Automatisierungskonzepten. Dort, wo Vollautomation an ihre Grenzen stößt, schafft ein durchdachtes Greifsystem die Verbindung zwischen menschlicher Expertise und robuster Industrieautomation – präzise, sicher und zukunftsfähig.
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