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

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