Fachkräftemangel, steigender Kostendruck und internationale Konkurrenz verändern den Werkzeugmaschinenbau. Gefragt sind Lösungen, die Personalressourcen sparen, die Maschinenverfügbarkeit erhöhen und gleichzeitig den Wartungsaufwand reduzieren. Igus aus Köln begegnet diesen Herausforderungen mit Lösungen für Robotik, Predictive Maintenance und wartungsarmen Maschinenkomponenten.
Die demografische Entwicklung stellt die deutsche Industrie vor eine Belastungsprobe. 83 % der Unternehmen erwarten in den kommenden Jahren negative Auswirkungen durch Arbeits- und Fachkräftemangel, zeigt der Fachkräftereport 2025/2026 der DIHK. Ein Damoklesschwert, das auch über der CNC-Lohnfertigung schwebt und durch die starke Konkurrenz aus Asien weiter geschärft wird.
„Vor diesem Hintergrund wollen immer mehr europäische Hersteller ihre Werkzeugmaschinen automatisieren, um beispielsweise Lohnfertigern eine höhere Maschinenauslastung bei geringeren Personalkosten zu ermöglichen“, sagt Markus Kogelmann, Key Account Manager Werkzeugmaschinen bei Igus.
Diesen Trend bestätigt auch der Jahresbericht 2025 des Vereins deutscher Werkzeugmaschinenfabriken (VDW): Demnach hat sich der Anteil automatisierter Maschinen von 21,5 (2014) auf 43,7 % (2024) mehr als verdoppelt. Tendenz weiter steigend. „Werkzeugmaschinenhersteller automatisieren allerdings nicht um jeden Preis. Sie wägen Investitionen sehr genau ab. Dabei geht es nicht nur um den Preis, sondern auch um eine möglichst schnelle Integrierbarkeit und leichte Bedienbarkeit“, sagt Kogelmann.
Igus hat deshalb RBTX aufgebaut, eine herstellerunabhängige Automatisierungsplattform. Sie bündelt kostengünstige Roboter, Greifer, Kameras und weiteres Zubehör unterschiedlicher Anbieter zu modular kombinierbaren Automatisierungslösungen.
Trend Nr. 1: Kostengünstige Cobots zum Beladen von Werkzeugmaschinen
In Zeiten des Fachkräftemangels zählen Roboter zu den wichtigsten Automatisierungskomponenten in Werkzeugmaschinen. Diese Entwicklung belegen auch Zahlen des VDW: Demnach hat sich die Anzahl der Maschinen mit integrierter Robotik 2024 im Vergleich zum Vorjahr verdreifacht, von 5,2 auf 16 %. Die Roboter legen Rohteile in die Maschinen, entnehmen fertige Werkstücke und führen Werkzeugwechsel durch. Doch nicht allen Interessierten gelingt diese Transformation.
Der Wunsch nach Automation im Mittelstand ist groß. Viele Unternehmen zögern jedoch noch, weil sie hohe Investitionen scheuen. An dieser Stelle setzen Low-Cost-Robotiklösungen von Igus an. Der kompakte 6-Achs-Cobot Re-BeL beispielsweise ist geeignet, um CNC-Maschinen zu be- und entladen. Er besitzt eine Reichweite von 664 mm, eine Nutzlast von 2 kg und eine Wiederholgenauigkeit von ± 1 mm. Er erreicht sieben Pick-and-Place-Zyklen pro Minute.
„Das genügt, da in der CNC-Bearbeitung meist die Maschinenlaufzeit und nicht die Robotergeschwindigkeit den Takt bestimmt“, so Kogelmann. Der Cobot liegt laut Igus deutlich unter dem Preis vieler klassischer Industrieroboter. Zurückzuführen ist dieser niedrige Preis unter anderem auf den Einsatz von Hochleistungskunststoffen in Getriebe und Mechanik. Neben den Investitionskosten wird allerdings auch der Engineering-Aufwand zunehmend zum Entscheidungskriterium.
Gefragt sind Lösungen, die sich ohne umfangreiches Robotik-Know-how in Betrieb nehmen lassen. Das Unternehmen hat für den ReBeL deshalb die Software Robot Control entwickelt, mit der sich der Cobot aufgrund des digitalen Zwillings und grafischer 3-D-Oberfläche ähnlich einfach bedienen lässt wie ein Computerspiel. Bewegungsbahnen lassen sich beispielsweise festlegen, indem der Anwender den Roboterarm manuell an die gewünschten Positionen führt und die Wegpunkte speichert.
„Das reduziert den Engineering-Aufwand, verkürzt die Inbetriebnahme und ermöglicht es Maschinenherstellern, Automatisierungslösungen ohne hohe Einstiegshürden anzubieten“, erklärt Kogelmann.
Trend Nr. 2: Mobile Automationstechnik für flexible Fertigungszellen
In modernen Bearbeitungszentren verändert sich die Organisation kompletter Fertigungsprozesse. „Einige Lohnfertiger gehen dazu über, Maschinen nicht isoliert zu betrachten, sondern als Bestandteil vernetzter, autonomer Fertigungszellen, die auch kleine Losgrößen wirtschaftlich fertigen können“, so Kogelmann. Solche Zellen können beispielsweise aus mehreren CNC-Maschinen, Robotern, Palettenspeichern, Werkzeuglagern und automatischen Transportsystemen bestehen. Für solche mobilen Einsätze hat igus den ReBeL Move Pro entwickelt, einen kompakten rechteckigen Transportroboter auf vier Rädern mit Elektroantrieb.
Das Fahrzeug bewegt den Gelenkarmroboter mit einer Geschwindigkeit von bis zu 2 m/s durch die Fertigung. „Auch hier haben wir darauf geachtet, dass der Aufwand für die Integration so gering wie möglich ist“, erläutert Kogelmann. Wegmarkierungen auf dem Boden sind genauso unnötig wie eine komplizierte Programmierung von Routen. Das Fahrzeug erstellt stattdessen während einer einfachen Rundfahrt eine 3-D-Karte des Raumes. Dafür nutzt es Lidar-Sensoren, 3-D-Sensoren und eine Realsense-Kamera. In nur knapp drei Minuten ist so ein 200 m2 großer Raum kartiert und der mobile Cobot ist einsatzbereit.
Trend Nr. 3: Sensoren für Predictive Maintenance
In Zeiten des Fachkräftemangels fehlt es vielen Unternehmen auch an Technikern, die Wartungsarbeiten übernehmen können. Gleichzeitig steigt die Anforderung an eine hohe Maschinenverfügbarkeit. Die Antwort von igus auf dieses Dilemma: Sensorsysteme, die Maschinen mit Sinnen ausstatten, damit sie sich bei Bedarf selbst bei den Technikern melden. Diese sogenannten smart plastics kommen beispielsweise in den Energieketten des Unternehmens zum Einsatz, die in Werkzeugmaschinen Energie- und Datenleitungen in der Bewegung vor mechanischer Beschädigung schützen. Ein Sensor misst kontinuierlich die Zug- und Schubkräfte der Energiekette.
Ein Auswertemodul vergleicht die Messdaten mit Referenzwerten. Werden diese Werte überschritten, etwa weil ein Fremdkörper die Führungsrinne der Energiekette blockiert, erhalten die Techniker eine Warnmeldung, per SMS oder auf einem Web-Dashboard. So können sie gezielt eingreifen und Routinekontrollgänge reduzieren. Auf Wunsch lässt sich das Modul auch mit der übergeordneten Steuerung verbinden, sodass die Anlage bei ungewöhnlichen Kraftwerten sofort gestoppt wird, bevor es zu teuren Folgeschäden kommt. Ähnliche Sensoren gibt es auch für die Leitungen der Serie Chainflex, die igus speziell für die Dauerbewegung in Energieketten konzipiert hat.
Trend Nr. 4: Effizienzpotenziale liegen zunehmend im Detail
Doch nicht jede Innovation an der Werkzeugmaschine betrifft die Automatisierung. Auch scheinbar einfache Komponenten wie Energieführungen bieten Potenzial für mehr Effizienz und geringeren Wartungsaufwand. Ein Beispiel dafür sind kompakte Gelenkarmroboter wie der KR Agilus von Kuka oder der Fanuc LR Mate, die sich um 360° drehen und unter anderem Pick-and-Place-Aufgaben übernehmen.
Für die Leitungsführung am Fuß der kleinen Roboter existierten bislang keine Drehmodule, die der Bewegung folgen. Grund dafür ist häufig die Steckerplatte für die Stromversorgung auf der Rückseite des Roboters, die Drehmodulen im Weg liegt. Konstrukteure mussten daher zu Notlösungen greifen, etwa herunterhängende Schläuche, die über den Boden schleifen und entsprechend schnell verschleißen. igus hat diese Marktlücke mit einer freitragenden Twisterchain Energieführung geschlossen.
Der Fixpunkt der Energiekette ist am Untergrund befestigt, die Mitnehmerseite etwas höher an der ersten Achse. Dreht sich der Roboter, hebt sich die Energiekette schrittweise nach oben und legt sich in eine neue Ebene. „Oft sind es nicht nur die großen Technologiesprünge, sondern Lösungen im Detail, die über die Effizienz und Zuverlässigkeit automatisierter Werkzeugmaschinen entscheiden“, sagt Kogelmann.
Und auch Schutztüren von Werkzeugmaschinen lassen sich optimieren. Igus hat dafür die Rollenführung drylin C entwickelt. Sie führt die Tür entlang einer Schiene, die in platzkritischen Einbausituationen auch gebogen ausgeführt sein kann. Das Besondere: In den Hochleistungskunststoff der Rollenführung sind mikroskopisch kleine Festschmierstoffe integriert. Sie ermöglichen einen leichtgängigen Trockenlauf ohne Nachschmierarbeiten.
„So können Maschinenhersteller den Wartungsaufwand reduzieren und gleichzeitig die Zuverlässigkeit ihrer Anlagen erhöhen“, sagt Kogelmann. „Diese Beispiele zeigen, dass die Zukunft der Werkzeugmaschine nicht von einer einzelnen Technologie bestimmt wird. Entscheidend ist das Zusammenspiel vieler Innovationen, von der Automatisierung, über intelligente Sensorik bis hin zu optimierten Maschinenkomponenten.“ (Quelle: igus)
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