Automatischer Einbau von Ventilen

TM Robotics (Europe) Ltd und ein langjähriger Integrator der Firma in Zusammenarbeit mit einem größeren Hersteller in Großbritannien ein Projekt ab, im Rahmen dessen drei SCARA-Roboter als Teil eines Automationssystem zur Produktivitätssteigerung bei der Herstellung von Pneumatikventilen installiert wurden. Vor der Anschaffung eines Roboters sollten eine Reihe von Parametern geklärt werden.

Die Kosten für die Roboter selbst, die Kosten für Installation und Wartung, und außerdem die Schulung der Mitarbeiter in der Bedienung der Anlage. Alle diese Faktoren sind gegenüber den Kosten der manuellen Alternative abzuwägen. Außerdem sind potenzielle Stillstandszeiten zu berücksichtigen, falls ein automatisches System ein bereits vorhandenes manuelles System ersetzen soll.

Nach sorgfältiger Abwägung aller Optionen identifizierte ein größerer britischer Armaturenhersteller seinen Montageprozess als eine Gelegenheit zur Verbesserung der Produktivität und Rentabilität durch die Installation eines automatischen Systems. Aufgrund der relativ kleinen Stückzahlen (in manchen Fällen nur 1000) und häufiger Umstellungen kam konventionelle Automation jedoch nicht in Frage. Schließlich entschied man sich, den Montageprozess mit Hilfe eines SR-654HSP SCARA-Roboters von Toshiba Machine zu automatisieren.

Die wesentlichen Faktoren für den Erfolg des Automationsprozesses waren Genauigkeit und Flexibilität. Der Forderung nach Genauigkeit wurde durch die Wiederholgenauigkeit von ±0,02mm der SCARA-Roboter von Toshiba Machine Rechnung getragen. Aufgrund seiner Flexibilität ist das System in der Lage, mit bis zu 240 verschiedenen Produktvarianten umzugehen, die alle aus mindestens fünf verschiedenen Komponenten bestehen.
Die in der Serie zur Anwendung kommende Parallelverarbeitung bietet sanfte, schnelle Bewegungsabläufe in Kombination mit anspruchsvollen Steueranweisungen für verschiedenste Anwendungen. Die SCARA-Roboter können mit einer Last von 2kg 300mm in 0,63 Sekunden zurücklegen. Die besonders steife Robotermechanik hat eine Tragfähigkeit von bis zu 20kg bei halber Beschleunigung/Verzögerung, oder 10kg bei voller Kapazität.

Einer der Hauptfaktoren bei der Installation waren kurze Umrüstzeiten zwischen verschiedenen Produktvarianten, um Stillstandszeiten zu minimieren. Hier kann manuelle Handhabung von Vorteil sein, da die Umrüstzeiten in der Regel minimal sind. Um die Installation wirtschaftlich zu machen, galt es die Effizienz der automatischen Alternative zu optimieren.

Der Einsatz der SCARA-Roboter von Toshiba Machine in Kombination mit einem PC, auf dem alle Komponentenparameter gespeichert sind, sorgte dafür, dass die Umrüstzeiten minimiert werden konnten. Der PC wurde an eine SPS zur E/A-Steuerung angeschlossen, die den Bediener automatisch zur Wahl der korrekten Komponenten auffordert. Der einzige manuell einzugebende Parameter ist die Armaturennummer. Die durchschnittliche Umrüstzeit konnte dadurch auf lediglich 15 Minuten verkürzt werden, wodurch ein beeindruckender Betriebswirkungsgrad von 90% erreicht wird.

Die Gesamtzykluszeit für die Montage der Armaturen durch die drei Roboter beträgt lediglich 7,8 Sekunden, 4,2 Sekunden schneller als bei der manuellen Methode. Das automatische System hat außerdem den Vorteil, dass es durchgehend arbeiten kann.

Released 17-12-04

Für weitere Informationen wenden Sie sich bitte an:
Nigel Smith - TM Robotics (Europe) Ltd
Unit 15, The Weltech Centre, Ridgeway,
Welwyn Garden City, Herts. AL7 2AA, Großbritannien
Tel: +44 (0)1707 871535 Fax: +44 (0)1707 393959
www: http://www.tmrobotics.co.uk/ E-mail: sales@tmrobotics.co.uk

Presseanfragen: Richard Stone
Stone Junction, 24A Waldram Park Road,
Forest Hill, London, SE23 2PN, Großbritannien
Tel: +44 (0) 20 8699 7743 Fax: +44 (0) 20 8699 7743
www: http://www.stonejunction.co.uk/ E-mail: richards@stonejunction.co.uk

Wie erhält C&C Marshall seinen Wettbewerbsvorteil aufrecht?

Die Installation des SR-554 HSP-Roboters von Toshiba Machine amortisierte sich bereits nach sechs Monaten

Immer mehr Firmen setzen Roboter ein, um Betriebskosten einzusparen. Eine dieser Firmen ist der Kabelmanagement-Spezialist C&C Marshall Ltd. In einem ihrer Werke für Kunststoffformteile in Großbritannien installierte die Firma zwei SCARA-Roboter der Serie SR-554 HSP von Toshiba Machine. Durch die Installation sollten Personalkosten eingespart und die Produktivität erhöht werden.

Zuvor waren die inzwischen automatisierten Funktionen manuell ausgeführt worden. Dies war jedoch ineffizient und führte zu diversen Problemen, auch gesundheitliche, durch einseitig monotone Belastungen. "Hersteller, die erstmals Robotik einsetzen, erfahren durch unerwartete Vorteile oft angenehme Überraschungen," sagte Nigel Smith, Geschäftsführer von TM Robotics. "Die Vermeidung von gesundheitlichen Schäden ist nur ein Beispiel. Greifbarere Vorteile sind die Erhöhung der Produktivität und die Fähigkeit, rund um die Uhr arbeiten zu können."

Den SR-554HSP-Robotern von Toshiba Machine wurden gegenüber anderen Systemen mit fünf Achsen aufgrund ihrer höheren Geschwindigkeit, besseren Genauigkeit und weitaus attraktiverem Preis der Vorzug gegeben. In einer der Anwendungen arbeiten die SCARA-Roboter zum Beispiel im Verbund mit einer Kunststoff-Spritzgussmaschine und einem kartesischen Roboter. Die SCARA-Roboter positionieren Klemmverbinder in Schalterdosen für Trockenputzsysteme. Die Dosen werden zwischen Steckerplatte und Wand installiert. Sie enthalten die zum Betrieb der Steckdose erforderlichen Schaltgeräte und gewährleisten die Isolierung des Systems.

Bei dem Vorgang transportiert ein kartesischer Roboter vier Hohlwanddosen von der Spritzgussmaschine in die Einfügvorrichtung. Hier werden die Klemmverbinder eingefügt. Der Roboter von Toshiba Machine entnimmt die Klemmen aus einer Schale und platziert sie in der korrekten Position in der jeweiligen Form oder Dose. Danach legt der kartesische Roboter die Dosen auf einem Förderband ab, von wo sie zur Verpackungsstation gelangen.

Der Spalt, in den die Klemmen eingefügt werden, ist weniger als 5mm breit. Die Wiederholgenauigkeit des SCARA-Roboters von Toshiba Machine ist daher von entscheidender Bedeutung. Bei der Wahl eines solchen Roboter muss zwischen Genauigkeit und Wiederholgenauigkeit unterschieden werden. Genauigkeit bezieht sich auf eine einzelne Bewegung. Die Wiederholgenauigkeit gewährleistet, dass die Genauigkeit einer Bewegung bei allen Bewegungsvorgängen garantiert ist.

Im Normalbetrieb verarbeitet das System 10.000 Hohlwanddosen pro Tag. Bevor der Vorgang automatisiert wurde, wurden die Klemme manuell in die Dosen eingefügt. Inzwischen sind zur Bedienung des gesamten SCARA-Systems nur noch drei Mitarbeiter erforderlich. Zuvor waren hierfür acht Mitarbeiter erforderlich. Bei einer Produktionsmenge von fünf bis sechs Tonnen Dosen pro Woche stellt dies eine signifikante Verbesserung der Gewinnspanne für das Werk dar.

"SCARA-Roboter amortisieren sich nach durchschnittlich 18 Monaten, aber dieses System machte sich bereits nach sechs Monaten bezahlt. Je kleiner die Stückzahlen, desto länger ist natürlich die Amortisationszeit," sagte Nigel Smith, Geschäftsführer von TM Robotics. "Für die Zurückhaltung im Einsatz von Automation sind in der Regel nicht die Anlagentechniker verantwortlich, sonden die Vorstandsetage," sagte Smith. "Finanzdirektoren verstehen oft wenig von der Technik. Es ist daher verständlich, dass z.B. eine zusätzliche Spritzgussmaschine als die beste Maßnahme zur Steigerung der Produktivität angesehen wird. Wie in diesem Artikel dargelegt, ist dies jedoch nicht immer der Fall. Mit Verbesserungen im Betriebsablauf ist unter Umständen mehr zu erreichen."

May 2004

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Nigel Smith - TM Robotics (Europe) Ltd
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