Fertigungsautomatisierung | 2. September 2021

Ein Roboter mit klarem „Rollen“-Verständnis

Tonnenschwere Entlastung in der Garnproduktion

Der Trend zur Automatisierung mit Robotern hält ungebrochen an. Längst haben Branchen, die noch einen niedrigen Automatisierungsgrad aufweisen, sowie Hersteller von Nischenprodukten die Vorzüge der Robotik für sich entdeckt. So auch HUESKER. Das Traditionsunternehmen aus Gescher in Westfalen – ein Neuling in Sachen Robotik – fertigt technische Hochleistungstextilien für Tiefbau, Agrarwirtschaft, Industrie und Leichtbau. Seit Kurzem erleichtert erstmals ein Hochleistungsroboter von ABB die Handhabung und Palettierung schwerer Garnrollen – eine tonnenschwere Entlastung für die Mitarbeiter in der Garnproduktion.

Die Erfolgsgeschichte von HUESKER erstreckt sich über 160 Jahre – vom ehemals baumwollverarbeitenden Textilunternehmen zum heute weltweit agierenden Spezialisten für technische Lösungen mit synthetischen Spezialtextilien. So findet man die am Stammsitz im westfälischen Gescher entwickelten und produzierten Geotextilien unter anderem in Straßen und Verkehrsflächen rund um den Globus. Neben Geogeweben bietet das Unternehmen auch Geogitter, Geoverbundstoffe sowie ganze Systemlösungen, die konventionelle Bauweisen vielfach ersetzen, weil sie wirtschaftlicher, langlebiger und dank weniger CO2-Emmissionen nachhaltiger sind.

Robotik zur Verbesserung der Arbeitsumgebung

In einer seiner Produktionsanlagen für Basisgarne, die teils zu 100 Prozent aus recycelten Materialien stammen, setzt das Unternehmen nun auf die Unterstützung eines Roboters. Damit wagte sich HUESKER auf ungewohntes Terrain. „Wir haben uns in jüngster Zeit verstärkt Gedanken darüber gemacht, wie wir Robotik und Automatisierung bestmöglich für uns und unser Personal nutzen können. Bei der Handhabung und Palettierung von Garnrollen, die bis zu 17 Kilogramm auf die Waage bringen, lagen die Vorteile sofort auf der Hand: Roboter entlasten unsere Mitarbeiter von dieser anstrengenden Tätigkeit und geben ihnen die Möglichkeit, höherwertigere Aufgaben zu übernehmen“, betont Dr. F.- Hans Grandin, Geschäftsführender Gesellschafter der HUESKER Synthetic.

Mit der Handhabung und Palettierung von Garnrollen für die Herstellung von synthetischen Spezialtextilien entlastet der IRB 6700 von ABB den Mitarbeiter im Schnitt um rund 2,5 Tonnen pro Tag von unergonomischen und monotonen Tätigkeiten.

Somit war das erste Automatisierungsprojekt von HUESKER schnell auf den Weg gebracht. Als Protagonist fungiert der IRB 6700 von ABB – der leistungsfähigste Roboter mit den niedrigsten Gesamtbetriebskosten seiner Klasse. Aus drei Produktionsmaschinen mit jeweils zwei Entnahmemulden nimmt der Roboter die fertigen Garnrollen zuverlässig auf. Die Mulden befinden sich weit oben und unten – allesamt unergonomische Positionen für die Mitarbeiter, die diese Tätigkeit bisher verrichtet hatten. Hinzu kommt: Je nach Produktionsauftrag sind die Garnrollen unterschiedlich in Durchmesser und Gewicht, was für den auf bis zu 150 Kilogramm ausgelegten IRB 6700 kein Problem darstellt. Im Schnitt nimmt der Roboter dem Mitarbeiter rund 2,5 Tonnen pro Tag ab.

Verliert niemals den Faden
Doch selbst mit filigraneren Arbeiten kommt der Roboter zurecht: Jede fertig produzierte Garnrolle hat ein offenes Fadenende, das gesichert werden muss, um ein Abspulen auf der Palette zu verhindern. Dafür gibt der Roboter die Rolle an eine Bearbeitungsstation, an der ein Klebeetikett angebracht wird, das den Faden fixiert. Zudem hat der automatische Spulenwechsel zur Folge, dass ein so genannter Reservefaden übersteht, welcher in den folgenden Verarbeitungsschritten jedoch nicht benötigt wird. Um ihn zu entfernen, fährt der Roboter die Spule an eine weitere Vorrichtung, wo der Faden mit einem Heizdraht abgebrannt und abgesaugt wird.

Im nächsten Schritt geht es an die Palettierung: Der Roboter setzt hierfür die Spulen hochkant und auf eine Palette. Sobald eine Ebene voll bepackt ist, entnimmt er eine Zwischenlage aus einem Magazin und legt sie passgenau auf. Damit ist seine Arbeit noch nicht getan: Der IRB 6700 zeichnet auch für das Bestücken der Maschinen mit Leerhülsen verantwortlich und hält so den Produktionsbetrieb weiter am Laufen. Konkret bedeutet dies: Er nimmt Leerhülsen aus einem großen Spender und gibt sie an die Spulstellen weiter.

Durch den Einsatz der sicherheitszertifizierten Software SafeMove von ABB konnte die Roboterzelle kompakt auf der zur Verfügung stehenden Fläche integriert werden. Für die schnelle Inbetriebnahme nutzte HUESKER die Simulations- und Offline-Programmiersoftware RobotStudio von ABB.

Durchgängiger, nahezu autonomer Betrieb und schnelle Inbetriebnahme

Diese vielfältigen Aufgaben verrichtet der IRB 6700, der mitten in der neuen Zelle steht, in einem Radius von 360 Grad an den verschiedenen Stationen um sich herum – unermüdlich in drei Schichten. Dabei kommt ihm seine Reichweite von 3,2 Metern besonders zugute. Besonders positiv für die Mitarbeiter: Sie müssen lediglich überwachen und sporadisch assistieren, etwa wenn eine fertige Palette abtransportiert, Zwischenlagen aufgefüllt oder Leerhülsen nachgefüllt werden müssen. All diese Aufgaben nehmen nur wenig Zeit in Anspruch und fallen pro Schicht höchstens ein- bis zweimal an. Somit läuft die gesamte Anlage, bis auf diese kurzen Unterbrechungen, nahezu autonom.

Durch den Einsatz der sicherheitszertifizierten Software SafeMove von ABB konnte die Roboterzelle kompakt auf der zur Verfügung stehenden Fläche integriert werden. Sobald ein Mensch die Zelle betritt, stoppt der Roboter unverzüglich. Für die schnelle Inbetriebnahme nutzte HUESKER die Simulations- und Offline-Programmiersoftware RobotStudio von ABB. Damit gelang es, die Roboterbewegungen vorab zu simulieren und mögliche Optimierungspotenziale schon vor Inbetriebnahme auszuloten.

Der IRB 6700 verrichtet vielfältige Aufgaben in der neuen Zelle, in einem Radius von 360 Grad an den verschiedenen Stationen um sich herum – unermüdlich in drei Schichten. Die Anlage läuft, bis auf kurze Unterbrechungen, nahezu autonom.

Robotik-Erstanwender in der Nische – eigener Wissensaufbau im Fokus

„Wir haben mit dieser Automatisierungsanlage einen Prototyp geschaffen, den wir nahezu eins zu eins auf andere Anlagen spiegeln können. Mehr noch: Wir nutzen die gewonnen Erkenntnisse, um weiteres Wissen für Robotik in dieser Spezialanwendung aufzubauen. Denn gerade das Fadenhandling von synthetischen Stoffen ist eine sehr komplexe Anforderung, für die es keine Anlagen von der Stange gibt“, betont Heinz-Georg Richels, Technischer Leiter und Prokurist bei HUESKER.

Entsprechend verfolgte das Unternehmen den Anspruch, als Robotik-Erstanwender den Großteil der Roboterzelle eigenständig umzusetzen, um den internen Wissenstransfer von Anfang an bestmöglich sicherzustellen. Starthilfe gab es von ABB in Form von Unterstützung und Beratung bei der Konfiguration der Roboterapplikation sowie mittels tiefergehender Schulungen. Auch das umfassende Servicenetzwerk von ABB steht HUESKER zur Verfügung – ein wichtiges Kriterium, das ebenfalls den Ausschlag gab, Technologie von ABB einzusetzen. „Auch wenn wir viel selbst realisieren und neu ausprobieren – die Tatsache, dass wir mit ABB einen Partner an der Hand haben, der im Bedarfsfall schnell und professionell unterstützt, ist uns sehr wichtig“, ergänzt Tobias Efsing, Leiter der Automatisierung bei HUESKER.

Jede fertig produzierte Garnrolle hat ein offenes Fadenende, das gesichert werden muss, um ein Abspulen auf der Palette zu verhindern. Dafür gibt der Roboter die Rolle an eine Bearbeitungsstation, an der ein Klebeetikett angebracht wird, das den Faden fixiert.

Blaupause für weitere Projekte

Nach erfolgreicher Implementierung seiner ersten Automatisierungsanlage sieht HUESKER viel Potenzial darin, Robotik für weitere Anwendungen zu nutzen – etwa für die der eigentlichen Garnproduktion vorgelagerten Prozesse. Auf diese Weise werden durchgängige Automatisierungslinien geschaffen, die dem Unternehmen helfen, Produktivität und Flexibilität zu steigern sowie die Arbeitsbedingungen für seine Mitarbeiter weiter zu verbessern.

„Wir sind hochspezialisiert, dementsprechend werden auch alle neuen Roboterzellen, die wir bauen, Prototypen sein. Hierfür brauchen wir Personal, das gut ausgebildet ist und sein Wissen weiter vertiefen möchte. Dass wir jetzt schon Robotik einsetzen, hilft uns dabei, junge Fachkräfte, die nach attraktiven Jobs Ausschau halten, für uns zu gewinnen und an uns zu binden. Und natürlich vertrauen wir hier auch weiterhin auf starke Partner wie ABB“, so Dr. F.- Hans Grandin abschließend.

Weitere Infos: robotervertrieb@de.abb.com

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