Montagesystem mit Scara-Robotern für die flexible Steckdosenmontage

Die heute für Montageanlagen geforderte Flexibilität lässt sich nur durch modulare und standardisierte Komponenten erreichen. Bei einer Fertigungslinie für Steckdosen ermöglichen die...

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Die heute für Montageanlagen geforderte Flexibilität lässt sich nur durch modulare und standardisierte Komponenten erreichen. Bei einer Fertigungslinie für Steckdosen ermöglichen die Standardisierungen von Montagezelle, Scara-Roboter und Steuertechnik die schnelle und wirtschaftliche Anpassung an die jeweilige Produktvariante und Stückzahl.In jedem Fertigungsprozess ist die Montage, um mehrteilige Produkte zusammenzusetzen, ein entscheidender Vorgang. Die Automatisierung dieser Prozesse steht zur Sicherstellung der Wettbewerbsfähigkeit und der hohen Qualitätsansprüche auch bei der Steckdosenmontage im Mittelpunkt. Steigende Variantenvielfalt sowie geringer werdende Losgrößen erfordern ein immer höheres Maß an Flexibilität der Produktionseinrichtungen. Dies wird durch Modularität und Standardisierung erreicht.Scara-Roboter von Bosch bilden bei einer Applikation die Grundlage dafür. Sie sind in die ebenfalls standardisierten Montagezellen des Syfast-Montagesystems der Mikron Assembly Technology aus dem schweizerischen Boudry integriert. Roboter und Zelle sind Standardmodule und für universelle Einsatzmöglichkeiten geeignet. Der wirtschaftliche Nutzen für den Anwender ergibt sich durch die hundertprozentige Wiederverwendbarkeit.Die Albrecht Jung GmbH & Co. KG aus Schalksmühle produziert Komponenten für die Elektroinstallation wie Schalter und Steckdosen. Im Werk Lünen werden mit 300 Mitarbeitern Schalter, Abdeckungen und das wassergeschützte Programm produziert sowie Elektronikteile montiert. Die wassergeschützte Palette wurde neben den Duroplastprodukten um eine zweite Produktfamilie aus Thermoplast erweitert. Grund dafür sind die unterschiedlichen Materialeigenschaften, die in einigen Bereichen den Anwendern Vorteile bringen. Bildverarbeitungssysteme zur AbsicherungIn beiden Produktfamilien gibt es verschiedenste Typen von Einfach- und Doppelausführungen bis hin zu Kombinationen mit Schaltern und Steckdosen. Die nahezu 100 Varianten werden komplett auf einer Montagelinie zusammengebaut. Gleichzeitig wurde bei der Konzeption der Anlage darauf geachtet, dass besonders die qualitätsrelevanten Operationen maschinell beziehungsweise automatisch ablaufen und durch mehrere Bildverarbeitungssysteme abgesichert werden, um den hohen Qualitätsstandard der Produkte zu sichern.Insgesamt besteht die Montagelinie aus vier Syfast-Roboterzellen, zwei Handarbeitsplätzen und mehreren unterschiedlichen Zuführeinheiten. Außer vier Bosch-Robotern sind drei Prozesseinheiten zum Bördeln, Schrauben und Beschriften in die Standardzellen integriert. Hinzu kommen diverse Vorrichtungen für Füge- und Montageoperationen sowie Kontroll- und Messstationen, zu denen auch drei Vision-Standardeinheiten gehören. Kombination manueller und automatischer OperationenDie ganze Linie ist mit einem Bosch-Transfersystem TS 2plus verbunden und ermöglicht, von der manuellen Zuführung einzelner Bauteile oder -gruppen über deren automatische Zuführung, auch die Kombination manueller, halb- und vollautomatischer Operationen. Selbst bewährte Prozesseinheiten konnten in die Zellen problemlos integriert werden. Durch die hohe Flexibilität der Roboter ist gewährleistet, dass alle Typen in Abhängigkeit der Losgrößen bei jeweils sinnvollem Automatisierungsgrad zu montieren sind. Außerdem ist selbst bei kleinsten Stückzahlen durch die maschinelle Durchführung qualitätsrelevanter Operationen eine hohe Qualität sichergestellt.Die Zellen des Syfast-Roboter-Montagesystems umfassen als Standardelemente den Grundaufbau mit horizontalen und vertikalen Anbauflächen sowie eine Schutzverschalung für jede Station. Die halbrunde Form der Roboterzellen entstand in Anlehnung an den nutzbaren Arbeitsraum der Scaras und sorgt für eine sehr gute Zugänglichkeit. Hervorzuheben ist auch die maximale Nutzung der verfügbaren Arbeitsfläche beziehungsweise des Nutzvolumens, was auf eine spezielle, für Mikron entwickelte Wandbefestigung der Bosch-Roboter zurückzuführen ist. Die Steckdosen werden mit dem Transfersystem durch die Zellen und unter den Robotern hindurch befördert. Montagevorgänge, Visionkontrollen, allgemeine Mess- und Kontrolloperationen und Prozessschritte erfolgen so linear auf der Förderpalette. Zur Ausführung spezifischer Arbeitsschritte besteht zusätzlich die Möglichkeit, die Produkte auszuschleusen, zum Beispiel in Prozessstationen. Standardisierung zieht sich durch die ganze MontagezelleDas hohe Maß an Flexibilität erhalten die Roboterzellen zum großen Teil durch die Bosch-Scaras vom Typ SR6. Für deren Verwendung sprach in erster Linie die hohe Standardisierung der Hard- und Software. Zu den wesentlichen Kriterien für die Roboterauswahl gehörten die vier Freiheitsgrade mit Optionen wie verschiedene Armlängen und Hübe, die den generellen Anforderungen der Mikron-Ingenieure entsprachen. Diese haben damit die Möglichkeit, unterschiedlichste Applikationen zu realisieren. Dank einer schnellen Hub-Drehspindel (bis zu 1600 mm/s) sogar im Bereich kurzzyklischer Anwendungen. Ein weiterer Vorteil der Roboter ist die PC-Steuerung, mit der die Kommunikation zu anderen Prozess- und Sensorsteuerungen sowie zu einer Leitebene einfach aufgebaut werden kann. Über den integrierten Ethernetanschluss ist eine Fernwartung möglich.Die Standardisierung dieser Roboter-Montagezellen ist ein systematisches Konzept vom Grundkörper der Zellen über den Roboter bis zur Steuerungstechnik. Dieses Konzept setzt sich so weit wie möglich in der Peripherie fort. Hier werden standardisierte Transfer-, Vision- und Messsysteme verwendet. Selbst die einzelnen Prozesseinrichtungen sind weitgehend standardisiert, um diese vom Handarbeitsplatz über teilautomatisierte Stationen bis hin vor Vollautomatisierung verwenden zu können. Durch die Standardisierung wird Anpassungsfähigkeit und Kombinierbarkeit erreicht. Sie ist damit Garant für Flexibilität und Wirtschaftlichkeit.