Professionelle Unterstützung in der Fertigung von Elektrogeräten für die Körperpflege: Der Cobot übernimmt
Veröffentlicht am 9. Juli 2021 in Flexible Manufacturing
Die Fertigung eines Verbraucherprodukts umfasst zahlreiche Prozesse, wobei der letzte Schritt sich häufig als der komplizierteste herausstellt. Bei diesem OMRON-Kunden besteht der letzte Produktionsschritt darin, die Halteschraube eines Deckels zu befestigen und das Gerät – in diesem Fall einen Elektrorasierer – zu verschließen. Bisher wurde der gesamte Prozess in einem mehrstufigen Verfahren von Hand mit einem elektrischen Schraubendreher durchgeführt – eine repetitive Aufgabe, für die sich ein OMRON-Cobot ideal eignet.
- 0:00 - Professional help for personal care: putting a cobot to work
Auf der Suche nach einer Fertigungslösung zur Kostenreduktion und gleichzeitiger Verbesserung der Qualität, wandte sich ein führender Hersteller von Elektrogeräten für die Körperpflege erneut an OMRON, einen bewährten Kooperationspartner. Für eine spezielle Produktlinie benötigte das Unternehmen eine Lösung für eine sehr spezifische Aufgabe am Ende der Produktion.
Die Herausforderung
Die Aufgabe: Festziehen der letzten Schraube an einem Gerät für die Körperpflege. Eigentlich relativ einfach in der Umsetzung, so die Annahme. Aber tatsächlich ist der Prozess komplex und erfordert große Sorgfalt, Präzision und Detailgenauigkeit. Zudem sind unterschiedliche Formfaktoren und Modelle vorhanden. Die Schrauben werden je nach Modell unterschiedlich platziert. Daher wird dieser Schritt in der Regel von Hand ausgeführt.Professionelle Lösungen
„Der Kunde trat mit der Frage an uns heran, ob es möglich sei, den Bediener mit einem kollaborativen Roboter zu unterstützen“, so Barry Oorbeek, Key Account Manager Industry Solutions bei OMRON Benelux. In der Phase des Lösungsdesigns wurden die Anforderungen gründlich analysiert: „OMRON Safety Services Europe (OSSE) führte zunächst eine Risikoanalyse der Maschine und im Anschluss eine Sistema-Berechnung durch, um Anforderungsspezifikationen für den Systemintegrator zu definieren“, so Barry weiter. „Auf dieser Grundlage konnten wir Prioritäten setzen und den Start des Projekts planen."Auswahl und Konfiguration
„In der Konfigurationsphase haben wir vor der Installation mit der intuitiven Plug-and-play-Software virtuelle ‚Sicherheitszäune‘ errichtet. Diese legen klare Grenzen um den Roboter fest und beschränken seinen Bewegungsradius auf seinen spezifischen Einsatzbereich.“ Dies gewährleistet eine vollständige Übersicht zu den Bewegungsbläufen, sodass der Bediener jederzeit genau wusste, wo sich der Roboter befindet und welche weiteren Handlungen geplant sind.
Sicherheit steht an erster Stelle
Für den Kunden war das wichtigste Kriterium selbstverständlich die Sicherheit, da der Roboter in unmittelbarer Nähe zu einem menschlichen Operator arbeiten sollte. Aus den verschiedenen für die Aufgabe relevanten Optionen, wurde der OMRON TM5-700 ausgewählt. Dabei handelt es sich um einen Cobot, der für schnelle Starts, Produktwechsel und hohe Sicherheit ausgelegt ist. Barry erklärt: „Auf der Grundlage der Risikoanalyse der Maschine hat OSSE umfangreiche Kraft- und Drucktests durchgeführt. Dabei wurde jeder potenzielle Risikoaspekt geprüft, der maximal zulässige Druck ermittelt und sichergestellt, dass der Roboter die Ergebnisse seiner Handlungen unmittelbar und genau erfassen kann."
Die Tests umfassten alle filigranen Bewegungen, die mit dem Anschrauben der Gehäuseabdeckung verbunden sind. So konnte der Cobot genau erkennen, wann die Schraube fest saß. Da alle Abläufe programmierbar sind, werden alle korrekt durchgeführten Aktionen im Speicher fixiert, sodass der korrekte Ablauf jederzeit wiederholt werden kann.
Schnelle Inbetriebnahme, intuitive Bedienung
Ein intuitives programmierbares Bedienterminal innerhalb der Maschinensteuerung bietet einen umfassenden Überblick und ermöglicht die Steuerung des Roboters. Dieser ist für eine einfache Bedienung ausgelegt, sodass eine fünfminütige Einweisung vor Arbeitsbeginn ausreichend ist. Das System ist so konfiguriert, dass es mit der Geschwindigkeit der manuellen Produktionslinie Schritt hält.Das perfekte Team: Mensch und Cobot
„Das System löst ein gängiges Problem in Produktionslinien“, so Barry Oorbeek. „Von Hand ausgeführte repetitive Aufgaben führen schnell zu Qualitätsschwankungen. Diese Lösung bietet dem Kunden eine ideale Kombination – die Flexibilität eines menschlichen Bedieners, für den die große Vielfalt der Bauteile kein Problem ist, und die Genauigkeit und Sensitivität eines OMRON-Cobots, der den repetitiven Prozess des Schraubenfestziehens übernimmt.“Warum also nicht vollständig automatisieren?
In diesem Fall hat der Kunde bereits eine große Anzahl von OMRON-Robotern installiert, die in automatisierten Fertigungsstraßen einige Schraubvorgänge durchführen. Diese spezifische Arbeitsstation wird jedoch für eine Vielzahl von Formfaktoren und Endprodukten genutzt. Das in diesem Endschritt bearbeitete Produkt kann sich mehrmals am Tag ändern. Die Wahl fiel daher auf einen Cobot, der die manuelle Produktlinie ergänzen sollte. „Die Cobots von OMRON sind so konzipiert, dass sie äußerst flexibel sind. Dies gilt sowohl hinsichtlich ihrer einfachen Programmierung als auch ihres Einsatzes. In diesem Fall kann der Kunde zum Beispiel einen Werkzeugwechsel im einstelligen Minutenbereich (SMED) durchführen und so extrem schnell von einem Produkttyp zu einem anderen wechseln.“Das Endergebnis?
„Ein begeisterter Kunde“, fasst Barry stolz zusammen. „Die Prozessqualität hat sich verbessert, und unser Kunde verfügt nun über eine integrierte Lösung, die schnell verifiziert und validiert wurde.“ Der Kunde prüft derzeit den Einsatz von OMRON-Cobots in anderen Bereichen seiner Produktionsanlagen.
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