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MY FACTORY 1-2/2022

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MY FACTORY 1-2/2022

PRODUCTION EXCELLENCE 02

PRODUCTION EXCELLENCE 02 01 01 Der Roboter geht dank einer Wiederholgenauigkeit von ±0,03mm präzise und gleichzeitig dynamisch zu Werke 02 Dank seiner beachtlichen Reichweite von einem Meter kann der Mobilroboter alle Arbeitsstationen erreichen, ohne verfahren zu müssen Tradition und Innovation werden großgeschrieben bei der Oechsler AG, deren Firmengeschichte bis ins Jahr 1864 zurückreicht. Aus dem ehemaligen Handwerksbetrieb ist im Laufe von über 150 Jahren ein führendes Unternehmen der kunststoffverarbeitenden Industrie erwachsen, das neben der Automobilindustrie auch in den Bereichen Medizin-, Industrietechnik und Sportartikel aktiv ist. Eine der Schlüsseltechnologien von Oechsler ist die additive Fertigung – ein Feld, in dem sich die Mittelfranken frühzeitig als Pioniere engagierten. Heute produziert das Unternehmen an zwei Standorten in Deutschland und China auf rund 150 Druckern im Flüssig- & Pulververfahren diverse Produkte für die Sport- und Lifestylebranche, darunter Schuhsohlen, Sporthelme und weitere Produkte. Neben dem eigentlichen 3D-Druck der Komponenten ist für die industrialisierte Produktion das mehrstufige Post-Processing ein zentrales Erfolgskriterium. Oechsler hat in den vergangenen Jahren bei der additiven Serienproduktion von Komponenten eine umfassende Expertise in der Nachbearbeitung aufgebaut und ist somit als eines von wenigen Unternehmen weltweit überhaupt in der Lage, eine 3D-Druck-Massenproduktion global anzubieten. MAXIMALE FLEXIBILITÄT BIS HIN ZU LOSGRÖSSE 1 „Unsere 3D-Druckfertigung ist maximal flexibel. Wir können hier praktisch in Losgröße 1 drucken, was wir bei verschiedenen Projekten faktisch auch tun, denn die Produkte unterscheiden sich sowohl hinsichtlich der Profile als auch der Größen. Während die Druckprozesse bereits hochautomatisiert ablaufen, identifizierten wir Automatisierungspotenziale in der ursprünglich manuellen Nachbearbeitung“, betont Michael Trottler, Leiter der Automatisierungstechnik bei Oechsler. In den Nachbearbeitungsverfahren erhalten die im additiven Verfahren produzierten Teile in verschiedenen Arbeitsschritten – darunter u.a. Reinigen und Hitzebehandlung – ihre definierten mechanischen Eigenschaften. Bei diesen bislang manuell ausgeführten Arbeitsschritten mussten u.a. Druckplattformen, die bis zu 5,5 kg wiegen, gehandhabt werden. Zur Automatisierung dieser Tätigkeit, suchten die Verantwortlichen bei Oechsler nach einer innovativen Lösung. Dazu Michael Trottler: „Der Mobilroboter HelMo von Stäubli schien für diese Aufgabe perfekt geeignet. Vor allem auch deshalb, weil bei diesem System kein Leichtbauroboter, sondern mit dem DURCH SEINE ADAPTIVITÄT STELLT HELMO DIE FLEXIBILITÄT DES POST-PROCESSINGS SICHER UND ERLAUBT ES, NEUE PROZESSE HINZUZUFÜGEN Sechsachser TX2-90 ein hochleistungsfähiger Industrieroboter zum Einsatz kommt. HelMo erfüllte damit beste Voraussetzungen für unser erstes Projekt mit Mobilrobotern. Sein Einsatz sollte zu einer signifikanten Entlastung der Mitarbeiter führen.“ ZIEL: ENTLASTUNG DER MITARBEITER Ob das Ziel erreicht werden konnte, zeigt der Blick in die additive Fertigung bei Oechsler. Heute findet hier nur noch das Entladen der Druckplattformen aus den 3D-Druckern manuell statt, diese gelangen anschließend zu den Nachbearbeitungsprozessen, in denen jetzt der Mobilroboter integriert ist. Insgesamt konnte der Prozess durch die Integration des HelMo Roboters somit optimiert und ein kollaboratives Arbeitsumfeld geschaffen werden. Im ersten Nachbearbeitungsschritt werden die gedruckten Bauteile gereinigt und für das finale Post-Processing vorbereitet. 14 MY FACTORY 2022/01-02 www.myfactory-magazin.de

PRODUCTION EXCELLENCE Die komplette Anlage besteht aus dem Mobilroboter HelMo, einer Reinigungsanlage, an der nicht gebundenes Material abgeschleudert wird, sowie der eigentlichen Ablösestation, auf der die gedruckten Bauteile von der Plattform gelöst werden. Alle Handhabungsvorgänge an dieser Station sind jetzt dank HelMo voll automatisiert. Der HelMo fährt zu Schichtbeginn von seiner Parkposition an seinen Arbeitsplatz, verbindet sich dort über eine Kupplung mit den benötigten Medien und misst sich anschließend über ein Kamerasystem und entsprechenden Referenzpunkten an der Anlage selbstständig ein. Diese Kalibrierung, die dem Roboter ein Arbeiten mit einer Genauigkeit von einem Zehntel-Millimeter erlaubt, ist in wenigen Sekunden abgeschlossen. Was sofort auffällt bei dieser Applikation: HelMo wird während der kompletten Schicht wie ein fest installierter Roboter eingesetzt, das heißt, die fahrbare Plattform verändert ihre Position keinen Millimeter. Warum ein Mobilroboter, dessen Mobilität nicht genutzt wird, dennoch Sinn macht, erläutert Michael Trottler: „Im 3D-Druck ist die Flexibilisierung der Produktion einfach alles und deshalb haben wir uns für HelMo entschieden. Nicht zuletzt mit Blick auf die nahe Zukunft, in der hier weitere Anlagen entstehen sollen und HelMo dann als Pendler zwischen den Anlagen zum Einsatz kommen könnte. Zudem eröffnet uns HelMo durch seine Adaptivität die Möglichkeit, die Flexibilität unseres Post-Processings sicherzustellen, zum Beispiel wenn weitere Prozesse hinzufügt werden müssen.“ DIE AUFGABEN DES MOBILROBOTERS IM ÜBERBLICK In der aktuellen Anwendung des HelMo entstehen 3D-gedruckte Bauteile im Flüssigdruckverfahren. Das nicht gebundene Material muss in einer Reinigungsanlage entfernt werden. Dazu bestückt HelMo die Anlage nacheinander mit den gedruckten Bauteilen. Die Taktzeit für das Reinigen variiert hierbei je nach Bauteil, Größe und Komplexität. Anschließend entnimmt der Mobilroboter die Bauteile und legt diese passgenau auf der Ablösestation ab. Hier werden die gedruckten Bauteile vollautomatisch von einer Plattform abgelöst und über ein Förderband ausgeschleust. HelMo greift sich die entleerten Plattformen und legt sie zur Wiederverwendung bereit. Der Roboter ist mit einem pneumatischen Zwei-Backen-Greifer ausgestattet, mit dem er das komplette Aufgabenspektrum bewältigen kann. Insbesondere das Einlegen in die Reinigungsanlage erfordert einen präzisen, ruckfreien Bewegungsablauf, um eine sichere Verriegelung in den Aufnahmen zu erreichen. Auch die federbelastete Verriegelungsmechanik der Aufnahmevorrichtung wird vom Roboter mit seinem Greifer betätigt. Die Steuerung der Ablösevorrichtung kommuniziert mit dem HelMo Controller CS9 von Stäubli. Dabei übernimmt eine intelligente Multikupplung von Stäubli Connectors nicht nur die Medienversorgung von HelMo, sondern auch die ethernetbasierte Datenübertragung. VIELVERSPRECHENDE ERGEBNISSE Bei Oechsler hat man mit dieser Automatisierungslösung Neuland beschritten und die gesetzten Ziele erreicht. HelMo verrichtet seinen Dienst schnell, präzise und zuverlässig, und die geplante Entlastung der Mitarbeiter ist realisiert. Erwähnt werden sollte aber auch, dass das Projekt nur dank der hohen Kompetenz der Oechsler-Mannschaft aus dem hauseigenen Anlagenbau und der professionellen Unterstützung durch Stäubli reibungslos realisiert werden konnte. MIT DEM OPTIONALEN AUTOMATIK- BETRIEB SOWIE DER MÖGLICHEN ZUSAMMENARBEIT MIT DEM MENSCHEN KANN HELMO DIE ANWENDERANFORDERUNG ,AUTOMATISIERUNG WO UND WANN NÖTIG‘ PERFEKT ERFÜLLEN. Peter Pühringer, General Manager, Stäubli Robotics, Bayreuth „Man darf die Komplexität eines solchen Pilotprojekts nicht unterschätzen. Es gibt eine Reihe von Themen, angefangen von der Risikobewertung bis hin zur reibungslosen Kommunikation, die einen erhöhten Aufwand mit sich bringen. Wir sind froh, dass wir alle Hürden genommen haben und nicht zuletzt durch die speziellen Schulungen bei Stäubli Know-how aufbauen konnten, das uns bei den nächsten Projekten im Bereich der mobilen Robotik sicherlich sehr zugute kommen wird“, so Automatisierungsexperte Trottler abschließend. Bilder: Stäubli, Ralf Högel www.staubli.com UNTERNEHMEN Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics Theodor-Schmidt-Straße 19 95448 Bayreuth Telefon: +49 921 883-0 E-Mail: marketing.robot.de@staubli.com AUTOR Dipl.-Ing. Ralf Högel, freier Journalist ZUSATZINHALTE IM NETZ bit.ly/3x6JmUK www.myfactory-magazin.de MY FACTORY 2022/01-02 15

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