Cobots verbinden Tradition und Zukunft des Glasbläserhandwerks

Robots verbinden Tradition und Zukunft des Glasbläserhandwerks

Das Familienunternehmen Hofmann Glastechnik stand vor der Herausforderung, neue qualifizierte Fachkräfte für die Glasherstellung zu finden. Gleichzeitig wollte das Unternehmen das Potenzial der vorhandenen Mitarbeiter besser ausschöpfen und seine Produktionsprozesse optimieren. Vor diesem Hintergrund war das Unternehmen bestrebt, repetitive, manuelle Tätigkeiten zu automatisieren. Heute setzt Hofmann zwei kollaborierende Roboterarme (Cobots) von Universal Robots (UR) zur Maschinenbestückung ein. In einer präzisen Pick&Place-Anwendung handeln die UR-Roboter hochsensible Glasröhren. Ihr Einsatz stabilisiert nicht nur die Fertigungsprozesse, er verbessert gleichzeitig die Qualität der Glaskomponenten und erleichtert die Arbeitsabläufe der Mitarbeiter. So konnte Hofmann seine Effizienz und damit die Produktionskapazitäten im Anwendungsbereich um 50 Prozent steigern.

Seit mehr als fünf Jahrzehnten stellt die Hofmann Glastechnik GmbH im Familienbetrieb technische Gläser für Labore, Medizin und Industrie her. Als eines der größten industriellen Glasbläserunternehmen im deutschsprachigen Raum kombiniert Hofmann mit über 20 Mitarbeitern traditionelles Glasbläserhandwerk und modernste Produktionstechniken. Neben kundenspezifischen Sonderanfertigungen produziert der Betrieb an seinem Standort in Staudt im südlichen Westerwald auch Normbauteile und beliefert mehr als 350 Stammkunden. Besonders mit der vollautomatischen Serienherstellung von Glaskomponenten für die Elektrotechnik hat sich Hofmann einen weltweiten Namen gemacht. Firmen wie Philips und Siemens zählen zu den Kunden des etablierten Zulieferers.

Mit den kollaborierenden Leichtbauroboter gegen den Fachkräftemangel

Um den hohen Ansprüchen und Bedürfnissen des Marktes gerecht zu werden, setzt das Traditionsunternehmen seit jeher nicht nur auf kontinuierliche Qualitätskontrollen, sondern ebenso auf ständige Optimierungsmaßnahmen im Fertigungsprozess. So hatte Hofmann bereits seit einiger Zeit den Einsatz von Robotern in Erwägung gezogen, hielt aber eine Automatisierung durch traditionelle Industrieroboter für zu teuer, zu aufwändig und zu schwer integrierbar. Als es für den Familienbetrieb zunehmend schwieriger wurde, qualifizierte Fachkräfte für das Handwerk zu gewinnen und Kapazitäten zu knapp wurden, um Aufträge zu erfüllen, kamen die kollaborierenden Leichtbauroboter von Universal Robots genau rechtzeitig. „In unserer Branche sind wir ein gefragter Partner in Sachen Glas und die Geschäfte laufen sehr gut. Der ständige Fachkräftemangel hat uns jedoch in den letzten Jahren ganz schön zu schaffen gemacht und uns vor Augen gehalten, wie wichtig es ist, das Potenzial unserer vorhandenen Mitarbeiter voll auszuschöpfen. So kam uns die Idee, repetitive Tätigkeiten, wie die Maschinenbestückung, zu automatisieren. Mit den Robotern von Universal Robots haben wir hierfür eine ideale Lösung gefunden“, erklärt Robert Hofmann, Geschäftsführer der Hofmann Glastechnik GmbH.

Anders als herkömmliche Industrieroboter können die kollaborierenden Roboter von Universal Robots nach einer erfolgreich abgeschlossenen Risikobeurteilung ohne oder mit nur minimaler Schutzumhausung unmittelbar neben dem Menschen arbeiten. Das schafft neue Möglichkeiten für die Automatisierung verschiedenster Prozesse besonders für kleine und mittelständische Unternehmen wie Hofmann. In der Fertigung des Traditionsbetriebs sind seit einem Jahr zwei UR-Roboter bei der vollautomatischen Serienherstellung von Glasküvetten im Einsatz. Hier übernehmen die kollaborierenden Roboterarme UR5 und UR10, die nach ihren Nutzlasten in Kilogramm benannt sind, selbstständig die Maschinenbestückung. In einem präzisen Pick&Place-Verfahren greift der Roboter hochsensible Glasröhren, führt sie einer SPS gesteuerten Glasdrehbank zu, entfernt sie nach der Bearbeitung wieder daraus und legt sie ab.

Mensch und Roboter gemeinsam für gesteigerte Produktqualität

Glas als Material bringt sehr spezielle Anforderungen im Umformungsprozess mit sich. Robert Hofmann, der das Unternehmen in zweiter Generation führt, kennt die Herausforderungen: „Die Gläser sind extrem empfindlich. Schon kleinste Temperaturveränderungen an den Werkzeugen wirken sich auf das Umformungsergebnis aus.“ Für jedes Teil muss der Produktionsprozess daher präzise und stabil sein, damit eine gleichbleibende Qualität der Glaskomponenten erzielt werden kann. Hierfür muss die Temperatur an den Maschinen möglichst konstant sein. „Früher haben unsere Mitarbeiter die Glasdrehbänke manuell bestückt. Schon bei kurzen Unterbrechungen im Arbeitsprozess kühlten die Maschinen dann natürlich immer wieder ab. Als wir das erste Mal die Cobots für diese Aufgabe einsetzten, haben wir auf einmal top Ergebnisse bekommen. Das war ein Quantensprung nach vorne. Die Qualität unserer Glasbauteile hat sich durch Universal Robots enorm verbessert“, zeigt sich Robert Hofmann begeistert.

Aufgaben, die ein Höchstmaß an Präzision voraussetzen, führen die Roboter von Universal Robots mit gleichbleibender Genauigkeit aus. Im Traditionsbetrieb bestücken die UR-Roboter bis zu elf Stunden am Tag die Maschinen. Durch sie werden Taktzeiten exakt eingehalten, Ausfallzeiten reduziert und die Fertigungsprozesse stabilisiert. Das führt zu einer nachhaltigen Qualitätsverbesserung wie auch einer Effizienzsteigerung. So konnte das Unternehmen seine Produktionskapazitäten im Anwendungsbereich um 50 Prozent steigern und seine ursprüngliche Investition in die Roboter in etwa einem halben Jahr amortisieren.

Flexibler und intuitiver Einsatz in der Produktion

Je nach Applikation produzieren die UR-Roboter bei Hofmann heute zwischen 200 und 400 Glasküvetten am Tag. Bei Bedarf kann das Unternehmen die kollaborierenden Kollegen flexibel an verschiedenen Glasdrehbänken einsetzen. „Das ‚Umdocken‘ der Roboter ist sehr einfach. Wir haben dafür eine Vorrichtung entwickelt, durch die wir die UR-Roboter ganz unkompliziert zwischen den verschiedenen Maschinen verschieben können“, erklärt Björn Uthe, Abteilungsleiter im Maschinenpark bei der Hofmann Glastechnik GmbH. Findet ein solches Umrüsten statt, ist der Roboter im Anschluss sofort betriebsbereit. Auch die Benutzerfreundlichkeit von Universal Robots hat Björn Uthe überzeugt: „Die Handhabung der UR-Roboter ist wirklich sehr intuitiv. Hat man einmal die Abläufe und Funktionsweisen dahinter verstanden, sind die Roboter für jedermann bedienbar.“ Mit Hilfe eines intuitiven Touchscreen-Tablets können erforderliche Bewegungsabläufe festgelegt werden. Im „Freilaufmodus“ kann der Nutzer einfach den Arm des Roboters greifen und ihm neue Aufgaben beibringen, indem er ihn physisch von Wegpunkt zu Wegpunkt führt.

Die flexiblen Roboterarme bringen bei Hofmann schließlich auch eine Entlastung der Fachkräfte mit sich, welche zuvor die monotone und ermüdende Routinetätigkeit der Maschinenbestückung ausgeführt haben. Björn Uthe ist bereits seit 15 Jahren im Traditionsbetrieb tätig. Zu Beginn stand er der Technologie ein wenig skeptisch gegenüber. Doch schnell haben ihn die kollaborierenden Kollegen überzeugt: „Die UR-Roboter bedeuten eine enorme Erleichterung für unsere Arbeitsabläufe. Früher mussten wir immer zwischen den einzelnen Glasdrehbänken hin und her laufen und sie parallel bestücken. Im Prinzip kamen wir in der Produktion kaum hinterher. Seit der UR5 und der UR10 bei uns arbeiten, kann ich mich wieder mehr mit dem Einrichten der Maschinen beschäftigen. Und auch die logistischen Rahmenaufgaben gehen mir hier nie aus.“ So kann Hofmann seine qualifizierten Fachkräfte vermehrt für anspruchsvollere, komplexere Aufgaben einsetzen und dort ihre Stärken ausspielen – wie auch bei der traditionellen Anfertigung von individualisierten Glaskomponenten.

„Die Roboter von UR sind ein Segen für jedes produzierende Unternehmen.“

Hofmann arbeitet bereits daran, weitere Roboter von Universal Robots in der Produktion zu implementieren. „Der eine UR-Roboter erwirtschaftet im Prinzip immer wieder den nächsten“, bewertet Hofmann die Automatisierungslösung positiv. So ist ein zweiter UR5 schon bestellt und wird in wenigen Monaten an einer weiteren Umformungsmaschine eingesetzt. Dort wird der Roboterkollege mit Hilfe von zwei Endeffektoren, einem Greifer und einer Saugvorrichtung, einen komplexen Maschinenbestückungsvorgang automatisieren. Robert Hofmann blickt optimistisch in eine kollaborierende Zukunft: „Die Roboter von UR sind ein Segen für jedes produzierende Unternehmen. Mittelfristig wollen wir bei allen Produktionsprozessen, die automatisiert werden können, die Leichtbauroboter einsetzen. Heute sind die Roboterkollegen nur Hilfsarbeiter. In Zukunft wäre es toll, wenn sie unsere Mitarbeiter auch direkt bei der manuellen Glasumformung unterstützen könnten.“

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Über Universal Robots

Universal Robots wurde 2005 von Esben H. Østergaard, dem heutigen CTO des Unternehmens, mit gegründet: Seine Vision war es, Robotertechnologie, durch die Entwicklung leichter, benutzerfreundlicher sowie preisgünstiger und flexibler Industrieroboter, die ein sicheres Arbeiten ermöglichen, allen zugänglich zu machen. Seit der erste Roboter 2008 auf den Markt kam, hat das Unternehmen ein beträchtliches Wachstum erfahren und verkauft seine benutzerfreundlichen Roboterarme mittlerweile weltweit in über 50 Ländern. Universal Robots, dem Unternehmen Teradyne Inc. zugehörig, hat seinen Unternehmenssitz im dänischen Odense und verfügt zudem über regionale Niederlassungen in den USA, Spanien, Deutschland, Italien, der Tschechischen Republik, China, Singapur, Indien, Japan, Taiwan und Südkorea. Weitere Informationen finden Sie unter: https://www.universal-robots.com/de/

Über Hofmann Glastechnik:

Die Hofmann Glastechnik GmbH stellt seit 1965 im Familienbetrieb technische Gläser für Labore, Medizin und Industrie her. Als eines der größten industriellen Glasbläserunternehmen im deutschsprachigen Raum, kombiniert Hofmann mit über 20 Mitarbeitern traditionelles Glasbläserhandwerk und modernste industrielle Produktionstechniken. Neben kundenspezifischen Sonderanfertigungen stellt das Familienunternehmen ebenso Normbauteile her. Als weltweit führendes Unternehmen produziert Hofmann unter anderem Glaskomponenten für die Elektrotechnik in vollautomatischer Serienherstellung. Firmen wie Philipps und Siemens zählen zu den Kunden des etablierten Zulieferers.