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MY FACTORY 10/2021

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MY FACTORY 10/2021

SMART PRODUKTION 01 02

SMART PRODUKTION 01 02 03 01 Keine leichte Aufgabe: Beim Erkennen der Blechkonturen trotz Spiegelungen und der Berechnung des korrekten Greifpunkts hilft ein Projektor dem 3D-Kamerasystem 02 Der feine Unterschied: Nach dem Biegen muss der Grat innen und die Fase außen liegen 03 Abschließend sortiert der Cobot die ausgerichteten Bleche in die Rasterbox DREI FRAGEN AN MATTHIAS FREY (RECHTS IM BILD), LEITER ROBOTIK UND VERSUCH BEI DER J. SCHMALZ GMBH Herr Frey, wann ist eine Cobot-Automatisierung erfolgreich? Eine Cobot-basierte Automatisierung läuft dann am besten, wenn die Mitarbeitenden vor Ort diese akzeptieren. Das geschieht, wenn sie frühzeitig in das Automatisierungsprojekt einbezogen werden und Cobot und Greifer einfach und intuitiv zu bedienen sind. Wir legen unsere Handling- Sets daher für den jeweiligen Roboter-Typ aus, konfigurieren sie vor und erreichen so ein echtes Plug-and-Work-Szenario. Die einfache Bedienung von Cobots haben wir auf unsere Systeme übertragen, von der Inbetriebnahme, über den Betrieb bis hin zur Wartung. Was macht ein Cobot-Greifer-System sicher? Damit Betreiber unsere Greifer an Robotern in unmittelbarer Nähe zu ihren Mitarbeitenden einsetzen können, müssen wir die Anforderungen der DIN ISO/TS 15066 erfüllen. Scharfe Konturen würden die Verletzungsgefahr bei einer Kollision erhöhen und werden daher schon im Designprozess ausgemerzt. Wir setzen gerade bei unseren Cobot-Greifern gern auf die additive Fertigung, weil sie uns mehr Möglichkeiten bei der Konstruktion und im MRKkonformen Design gibt. Wir können wichtige Funktionen wie die Vakuumführung in den Greifer integrieren und vermeiden damit außenliegende Verschlauchungen und andere Störkonturen. Was war die besondere Herausforderung bei diesem Projekt? SCS Metall hatte sehr klare Vorstellungen, wie die Automation aussehen soll. Wir konnten aufgrund des hohen Integrationsgrads des Vision- & Handling-Sets 3D-R sehr schnell eine Erstinbetriebnahme mit dem vorhandenen Universal Robots-Cobot erreichen. Dennoch waren auch hier, wie bei fast allen Automatisierungsprojekten, pfiffige Ideen meines Teams und der Bediener gefragt, um die letzten Prozentpunkte der geforderten OEE zu erreichen, ohne dabei die Leistung und vor allem die Sicherheit zu reduzieren. Dies ist bei Anwendungen mit Cobots eine größere Herausforderung als mit klassischen Industrierobotern. Dass wir die komplette Integration selbst übernommen haben, war bei diesem Pilotprojekt eine Ausnahme, um Erfahrung zu sammeln. In der Regel arbeiten wir eng mit unseren Integratoren und Maschinenbauern zusammen, die die Inbetriebnahme beim Endkunden durchführen. 10 MY FACTORY 2021/10 www.myfactory-magazin.de

Nächste Messe: 08.03.-10.03.2022 LogiMAT Eine weitere Anforderung: Damit kein Engpass entsteht, sollte das System mit der Zykluszeit der Biegemaschine mithalten können. Ein Cobot – ein UR10 von Universal Robots (UR) – war bereits vorhanden. „Wir suchten daher einen Partner, der ein passendes Soft- und Hardware-System für diese spezielle Bin-Picking-Aufgabe anbietet“, erzählt der Produktionsleiter. Fündig wurden sie bei der J. Schmalz GmbH. „Gerade das Erkennen von dünnen Blechen als Schüttgut schreckt viele Integratoren ab, die sonst mit Vision-Systemen arbeiten. Uns nicht“, sagt Matthias Frey, Leiter Robotik und Versuch bei Schmalz. Glatte Bleche, die lose in einer Kiste liegen, prozesssicher zu erkennen und Greifpunkte zu berechnen, sei sehr komplex. „Spiegelungen verfälschen das 3D-Bild, und das Verdecken von Konturen durch geschichtete Bauteile macht es für das Kamerasystem zusätzlich schwierig, die einzelnen Komponenten zu orten“, erläutert Frey. Sein Team fuhr nach Heimsheim, schaute sich die Gegebenheiten an und nahm Maß. Anschließend konstruierten die Schmalz-Experten die Zelle und konnten auf Grund des hohen Integrationsgrads des BinPicking-Sets 3D-R zügig die benötigten Bauteile bestellen. COBOT ARBEITET FLEISSIG UND FLEXIBEL Die Automatisierungslösung besteht aus dem Schmalz Vision- & Handling-Set 3D-R mit dem BinPicking-Greifer SBPG. Dank additiver Fertigung und MRK-tauglichem Design ist das 520 Gramm leichte End-of-Arm-Tool ideal für Handhabungsaufgaben mit kollaborativen Robotern geeignet. Das heißt, es kann gefahrlos in unmittelbarer Nähe zu Menschen seine Arbeit verrichten und reduziert nur minimal die Traglast des Roboterarms. Damit die Software den Greifer zielgenau lenken kann, legt ein Projektor ein geometrisches Muster über die zu greifenden Objekte und verbessert damit die Sichtbarkeit der Werkstücke für das System. Eine separate Plug&Work- Ventil-Baugruppe vereinfacht die Greifer-Ansteuerung über die Cobot-Bedienoberfläche, in der die notwendigen Pneumatikschläuche und elektrischen Leitungen zur Energieversorgung am Roboterarm entlang bis hin zum SBPG enthalten sind. Die gesamte Zelle ist auf Rollen gebaut und damit mobil. „Das erklärt auch, warum die Lösung zu unserem Cobot passen musste: Diese Flexibilität ist nur mit einem kollaborativen Roboter gegeben, der ohne zusätzliche Schutzmaßnahmen direkt neben unseren Mitarbeitenden eingesetzt werden kann“, sagt Tim Burgmaier. Das nach da? Läuft. VIEL POTENZIAL FÜR DIE ZUKUNFT Die Schmalz-Lösung sortiert täglich bis zu 6 000 Solarpanel-Halterungen. Dabei ist der Cobot nicht auf eine Sorte festgelegt: Er handhabt darüber hinaus zwei weitere Aluminium-Bleche, die zwischen 50 und 250 Gramm wiegen. Ein Bauteilwechsel findet je nach Auftrag etwa einmal am Tag statt. „Noch sind wir in der Testphase. Treten Fehler auf, dokumentieren wir diese und geben sie direkt an Schmalz weiter. Innerhalb kürzester Zeit kommt das Team von Matthias Frey vorbei und optimiert das System. Unkompliziert und unbürokratisch“, lobt Burgmaier. Für Schmalz ist diese konstruktive und direkte Kommunikation ebenfalls ein Gewinn: „Aus Fehlern lernen wir und können so unser Know-how bezüglich unserer Robotikprodukte noch weiter ausbauen“, ergänzt Matthias Frey. SCS Metall ist sehr zufrieden: „Der Cobot ist zwar nicht schneller, schont aber unsere Mitarbeiterressourcen. Jetzt haben unsere qualifizierten Facharbeiterinnen und Facharbeiter mehr Zeit für anspruchsvollere und wertschöpfende Tätigkeiten“, erklärt Geschäftsführer Christoph Sigel. „Es ist ein gutes Entwicklungsprojekt mit viel Potenzial für die Zukunft!“ Bilder: Schmalz www.schmalz.com ZUSATZINHALTE IM NETZ Mehr zu dem Vision & Handling-Set für Leichtbauroboter und Cobots unter: bit.ly/2UdMvmA Wir beraten Sie gerne. www.haro-gruppe.de

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