Gallisches Dorf im globalen Wettbewerb: Cobots als Zaubertrank

Nichrominox zählt zu den Tausenden von kleinen und mittelgroßen Unternehmen in Frankreich, die tagtäglich mit dem zunehmenden internationalen Wettbewerbsdruck zu kämpfen haben. Um in diesem Verdrängungskampf zu bestehen, investierte Nichrominox in vier Roboterarme. Was das im globalen Wettbewerb bringt. Von Helmut Schmid

In gleich drei Anwendungen bedienen die neuen Roboter bei Nichrominox eine CNC-Maschine, übernehmen Pick-and-Place-Aufgaben und arbeiten bei der Montage von Werkstücken ohne Schutzumhausung Hand in Hand mit den menschlichen Kollegen. Das Ergebnis: eine direkt um zehn Prozent verbesserte Produktivität, reduzierte Arbeitskosten und bessere Arbeitsbedingungen für die Belegschaft. Die Amortisationszeit betrug bei Nichrominox lediglich 14 Monate.

Überleben im Hochlohnland

Nichrominox, ein französisches Familienunternehmen in Saint-Bonnet-de-Mure in der Nähe von Lyon, produziert und verkauft seit 40 Jahren Sterilisationssysteme für Zahnärzte. Mit seinen 37 Angestellten sieht sich der Geschäftsführer Eric Lefrancq-Lumiere heute der wachsenden Konkurrenz aus Niedriglohnländern ausgesetzt. Um weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben und Arbeitsplätze in Frankreich zu erhalten, sollten ausgewählte Produktionsaufgaben automatisiert und die Produktivität gesteigert werden. Traditionelle Industrieroboter sind jedoch häufig sehr teuer und schwer zu implementieren, daher entschied sich Eric Lefrancq-Lumiere für die Anschaffung von Robotern aus dem Hause Universal Robots.

„Wir hatten ein Automatisierungsprojekt an einer Biegeanwendung mit traditionellen Robotern begonnen. Aber uns fehlten intern die notwendigen Kenntnisse zur Umsetzung. Außerdem waren die Projektkosten schlicht zu hoch. Dann eröffnete Universal Robots eine sehr unkomplizierte Lösung – einfach einzurichten, zu installieren und zu programmieren.“, erklärt Lefranq-Lumiere.

Das Mädchen für alles: Pick & Place, CNC und Montage

Nichrominox lernte die UR-Roboter über einen französischen Vertriebspartner von Universal Robots, HMi-MBS, kennen und entschied sich für diese Lösung, um eine Biegezelle zu automatisieren, eine Maschine zu bestücken und für die Montage in direkter Umgebung von Produktionsmitarbeitern. Heute arbeiten vier UR5-Roboter an drei verschiedenen Produktionslinien.

Pick-and-Place: An einer Presse führt der Roboter einen Stanzvorgang durch, legt das Werkstück dann auf einem Wechseltisch ab, um danach an einer zweiten Presse einen Biegevorgang durchzuführen. Ein integriertes Sicherheitssystem reduziert die Geschwindigkeit des Arbeitsvorgangs automatisch, wenn sich Mitarbeiter in unmittelbarer Nähe der Maschine aufhalten.

Zerspanung: Der Roboter wurde vollständig in das Zerspanungsverfahren integriert. Die Maschinen-bediener gewinnen dadurch Zeit, die Qualität ihrer Arbeit verbessert sich und das Risiko von Verletzungen durch Wiederholungsbelastung wird reduziert. Der Roboter greift ein Teil, platziert es in der CNC Maschine und startet das Gerät. Danach entnimmt er das Teil wieder selbstständig.

Kollaborative Montage: An einer Montagestation arbeiten ein Bediener und ein Roboter ohne Schutzumhausung direkt nebeneinander. Der Bediener aktiviert den Roboter, indem er über einen ein-gebauten Kraftsensor im Greifer Druck ausübt. Das macht den Roboter zu einem leicht handhabbaren Hilfsmittel. Der Roboter greift ein Teil und führt es zur Werkbank des Mitarbeiters. Dieser montiert ein weiteres Werkstück daran und gibt dem Roboter dann das Signal, das fertige Teil zur Weiterverarbeitung auf einer Fläche abzulegen.

Für die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Maschine war für Eric Lefrancq-Lumiere die Sicherheit seiner Mitarbeiter natürlich besonders wichtig. Dank der großen Vielfalt an kompatiblen Erweiterungen für UR-Roboter, war die passende Sicherheitsvorkehrung schnell gefunden: „Wie für jede Maschineneinrichtung üblich, haben wir eine Risikobeurteilung durchgeführt und die Lösung war sehr ein-fach: Wir haben einen Sicherheitsscanner integriert, der den Roboter verlangsamt, wenn Mitarbeiter den Arbeitsbereich betreten.“ Nach erfolgter Risikobeurteilung arbeiten die Roboter von Universal Ro-bots nun ohne Schutzumhausung direkt neben sowie zusammen mit den Angestellten bei Nichrominox.

Roboterexperte nach nur 2 Tagen

Bei Nichrominox wurde Cédric Lefrancq-Lumiere mit der Programmierung der Roboter betraut. Nach lediglich zwei Einarbeitungstagen durch den Vertriebshändler HMi-MBS war Lefrancq-Lumiere in der Lage, einen Roboter mithilfe des intuitiven Touchpads innerhalb von gerade einmal zwei Stunden für eine neue Aufgabe umzuprogrammieren. Von der Einfachheit der Bedienung zeigt er sich begeistert: „Ich hatte vorher keine Programmierkenntnisse, aber nach nur zwei Schulungstagen war ich in der Lage den Roboter zu verstehen und zu programmieren. Heute kann ich eine neue Aufgabe in nur etwa 1-2 Stunden programmieren. Außerdem kann ich durch die laufende Optimierung des Programms die Präzision und die Qualität immer weiter verbessern.“ Derzeit absolviert er ein weiteres Training, um die Roboter-Programmierung im Sinne zusätzlicher Qualitäts- und Leistungsverbesserungen zu verfeinern.

Auch bei den Mitarbeitern fanden die neuen maschinellen Kollegen schnell Anklang. Aus anfänglicher Skepsis wurde bei Lucas Lafrate, der früher alleine eine CNC-Maschine bedienen musste, Begeisterung für seinen neuen Roboter-Kollegen: „Als wir die Roboter anschafften, war ich zunächst ein bisschen verunsichert, weil ich dachte sie würden mich ersetzen. Aber das ist nicht passiert, im Gegenteil: Heute bediene ich den Roboter. Dank seiner Hilfe konnte ich die Produktivität an meiner Arbeitsstelle steigern und weiß genau, wie viele Teile wir gemeinsam produzieren. Früher habe ich die ganze Zeit an der Maschine gearbeitet, heute kann ich den Roboter alleine arbeiten lassen.“ Lucas Lafrate kann sich dank der maschinellen Unterstützung wieder stärker auf Aufgaben mit höherer Wertschöpfung konzentrieren, repetitive Tätigkeiten übernimmt der UR5.

Effizienz steigern

Nichrominox freut sich über die Ergebnisse, die das Unternehmen mit den Roboterarmen von Universal Robots erreicht hat. So konnten durch die Automatisierung nicht nur Mitarbeiter von monotonen Aufgaben befreit und ihre Arbeitssicherheit verbessert werden, sondern auch weitere unmittelbare Vorteile für das Unternehmen erzielt werden. „Mit den UR5-Robotern haben wir sofort einen Produktivitätsgewinn von 10 Prozent realisiert und auch die Prozessstabilität und schließlich die Qualität der Produkte haben deutlich zugenommen“, erläutert Eric Lefrancq-Lumiere, der Geschäftsführer von Nichrominox.

Besonders positiv waren für Nichrominox die Einfachheit der Umsetzung und die geringen Kosten. Nichrominox beziffert die Investition, heruntergebrochen auf fünf Jahre, auf 350 Euro monatlich. Die Roboter hatten sich bereits nach 14 Monaten bezahlt gemacht. Den ersten Roboter installierte das Unternehmen vor einem Jahr, drei weitere kamen hinzu, jetzt will Nichrominox seinen Transformationsprozess weiter vorantreiben und zusätzliche Cobots in Betrieb nehmen.

Autor: Helmut Schmid ist Geschäftsführer der Universal Robots GmbH und General Manager Western Europe.