Flexible Automation:

Knickarmroboter in der Kunststoffverarbeitung

Mit einem neuen Automatisierungskonzept erhöht die Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG die Flexibilität ihrer Produktion. Das Unternehmen hat entschieden, im Spritzguss und in der Montage künftig grundsätzlich Yaskawa-Knickarmroboter zu verwenden. Die ersten Roboter sind bereits im Einsatz.

An zwei Produktionsstätten in Illertissen und Györ/Ungarn entwickelt und fertigt Weiss hochwertige funktionale Kunststoffkomponenten (Bild 1). Zu den Kunden gehören vor allem Unternehmen der Automobilindustrie und des Maschinenbaus. Da an die Komponenten hohe Anforderungen in Bezug auf Qualität, Funktionalität und Maßhaltigkeit gestellt werden, setzt Weiss prinzipiell hochwertige Anlagentechnik ein – vom Spritzguss über die automatisierte Montage bis zur Prüftechnik. Bei der automatisierten Entnahme der Spritzgussteile aus der Maschine verwendete der Hersteller bis vor kurzem lineare Handhabungssysteme. Die Linearachsen wurden zugekauft und die Ablaufprogramme selbst geschrieben. Generell erledigt das Unternehmen viele Arbeiten inhouse, um flexibel zu bleiben und ein hohes Qualitätsniveau sicherzustellen. Aus diesem Grund entwickelt und fertigt man auch die Greifer grundsätzlich im eigenen Hause.

Neues Konzept nutzt verschiedene Knickarmroboter

Obwohl sich das vorhandene Handhabungskonzept gut bewährt hatte, wurde der Wunsch nach komplexeren Bewegungsabläufen und höherer Flexibilität im Spritzguss, vor allem aber in den nachfolgenden Montageprozessen immer größer. Daraufhin beschlossen die Verantwortlichen, ein neues Konzept auf der Basis von Knickarmrobotern zu entwickeln. Dipl.-Ing. (FH) Robert Heller (Bild 2), verantwortlich für die Konstruktion der Automatisierungseinrichtungen, erinnert sich: \“Wir suchten nicht nach fertigen Lösungen, sondern nach einer Plattform, die wir universell nutzen können – und zwar durchgängig für die gesamte automatisierte Handhabung, von der Entnahme der Bauteile aus dem Werkzeug über unterschiedliche Montageaufgaben bis zur Verpackung. Auf dieser Grundlage schauten sich die Verantwortlichen auf dem Markt um, befragten Hersteller und Anwender und berücksichtigten bei der Recherche neben der Flexibilität und den Investitionskosten auch die Lebenszykluskosten und die Zuverlässigkeit. Ergebnis der Marktrecherche war die Entscheidung für Yaskawa: \“Nach Aussage mehrerer Anwender sind diese Roboter langlebig und erfordern nur geringen Serviceaufwand. Dass sie einfach zu bedienen sind, davon konnten wir uns im Vorfeld selbst überzeugen.\“

Standardroboter für kleine bis mittlere Bauteile

Weiss entschied sich für das sechsachsige Motoman-Modell HP20D, das sich bei vielen Anwendern für das Handling von kleinen bis mittleren Bauteilen bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit eignet. Dieser Universalroboter benötigt nur wenig Raum an Installationsfläche und bietet mit 1,717mm einen großen Arbeitsbereich. Wenn höhere Lasten zu bewegen bzw. größere Reichweiten abzudecken sind, setzt Weiss das größere Modell Motoman UP50/MH50 ein. Der erste Roboter, den Weiss bei Yaskawa bestellte, wurde in einer Montage- und Verpackungslinie installiert. Zu seinen Aufgaben gehört das Ablegen von Kettenspannern aus Polyamid in spezielle Trays. Dabei prüft die in den Greifer integrierte Sensorik die Teile auf Vollständigkeit und stellt sicher, dass die Angussteile entfernt sind. Teile, die als \’n.i.O.\‘ erkannt werden, weil sich z.B. die soeben montierten Rasthaken nicht in der korrekten Position befinden, werden ausgeschleust. Der Roboter stapelt auch die vollen Trays auf einer Palette und stellt ein Leer-Tray bereit. Für diese verschiedenen Aufgaben benötigt er eine relativ große Reichweite und im Vergleich zu den bisher eingesetzten Portalrobotern zusätzliche Freiheitsgrade.

Integriert in Produktions- und Informationsfluss

Da Weiss gern die Kompetenz des Anlagenbaus im eigenen Hause behält, war die einfache Programmierbarkeit ein wichtiges Kriterium bei der Entscheidung für einen neuen Roboter-Standard. Robert Heller erklärt: \“Der Roboter muss sich an die Zykluszeiten der Maschine anpassen und deshalb mit der Maschinensteuerung kommunizieren. Auch in das CAQ-System für die Qualitätssicherung sind die Roboter eingebunden. Aus diesen Gründen kommt eine Stand alone-Lösung für uns nicht in Frage.\“ Zwei Mitarbeiter erwarben daher während einer Programmierschulung in der Yaskawa academy das nötige Wissen, um die Grundprogramme zu schreiben, die vom Bediener einfach angepasst werden können. Die erste Anlage wurde innerhalb kurzer Zeit installiert. \“Wir mussten etwas umdenken, weil ein Knickarmroboter ganz andere Bewegungsabläufe aufweist\“, berichtet Heller, \“aber mit Erfahrung in Steuerungstechnik und technischem Verständnis kann man diese \’Anfängerprobleme\‘ leicht bewältigen.\“ Weiss übernimmt bei den Roboterstationen selbst die Aufgabe des Systemintegrators und integriert auf der steuerungstechnischen Ebene die Spritzgießmaschine mit dem Knickarmroboter und der Sicherheitstechnik. Das hat u.a. den Vorteil, dass das Unternehmen bei Änderungen und Neuprojekten schnell reagieren kann und nicht auf externe Hilfe angewiesen ist.

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Thematik: Allgemein
Yaskawa Europe GmbH
http://www.yaskawa.eu.com

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