Die Automatisierungsvorträge auf dem mav Innovationsforum (18. März 2015) im Rückblick
mav Innovationsforum 2015 (ab Seite 33)
Offizielles Verbandsorgan des
Praxis
bewährt!
Industriemeisterverband
Deutschland e.V.
Verband betrieblicher
Führungskräfte
www.imv-deutschland.de
www.yaskawa.eu.com
www.automationspraxis.de
die anwenderorientierte Fachzeitschrift für Führungskräfte in der Industrie
Nr. 4 / April 2015
Aussteller-Umfrage zur Hannover Messe: Wo kann die Mensch-Roboter-Kollaboration sinnvoll eingesetzt werden?
Kollege Roboter führt industrielle Revolution an
Industrie 4.0 beinhaltet nicht nur
eine zunehmenden Vernetzung
und Digitalisierung der Produktion,
sondern auch eine verstärkte Kooperation von Mitarbeitern und
Robotern. Eine Umfrage der Automationspraxis unter Ausstellern
der Hannover Messe (13.-17. April
2015) zeigt, wohin die Reise geht.
„Auf der Hannover Messe wird die
wichtige Rolle der Robotik im Kontext
von Industrie 4.0 ein Schwerpunkt
sein“, sagt Dr. Jochen Köckler. Vorstand Deutsche Messe AG. „Fabriken
erhalten durch die neuen Roboter eine Wandlungsfähigkeit, die immer
wichtiger wird, je mehr individuelle
Kundenwünsche in die Serienproduktion einziehen.“
Für Ralf Steinmann, Geschäftsbereichsleiter
Greifsysteme
bei
Schunk, ist die Mensch-Roboter-Kooperation (MRK) daher „ein zentrales
Interview: Wolfgang Pomrehn,
Produktmanager, Bosch Apas
2
Branchennews
3
Systemhaus des Monats
4
5-9
Handhabung & Montage
10-12
Branchenfokus Medizin
13-14
imv aktiv
15-17
Mensch & Roboter
18-19
Materialfluss & Intralogistik 20-21
Vision & Qualitätssicherung 22-23
Special Hannover Messe
24-32
mav Innovationsforum
33-64
Impressum
Ganz neue Bereiche automatisieren
Zu einer direkten Zusammenarbeit
von Mensch und Roboter komme es
dabei vor allem in Bereichen, die heute noch nicht oder kaum automatisiert sind, ergänzt Christian Felkel,
Produktmanager LBR iiwa bei Kuka:
„Ein Beispiel ist etwa die Motorenund Getriebemontage sowie die Endmontage im Automobilbau, wo der
LBR iiwa bereits im Serienbetrieb tätig ist.“ Und auch bei Siemens ist der
LBR iiwa schon im Serieneinsatz.
Boschs automatischen Produktionsassistenten werde zunehmend für
Aufgaben eingesetzt, bei denen der
Apas Assistant Teilaufgaben an einem Montageprozess übernimmt
und der Mensch in unmittelbarer
Nachbarschaft den Arbeitsprozess
abschließt, berichtet Produktmana-
Werkzeug- und Formenbau
INHALT
Roboter verbinden
Thema auf dem Weg zu Smart Factory.“ Denn um kundenindividuelle
Produkte produzieren zu können, ohne dass dabei die Kosten in der Fertigung explodieren, müsse der Mensch
Tätigkeiten übernehmen, deren Automatisierung nicht rentabel ist. Der
Roboter wiederum unterstütze ihn
mit untergeordneten Tätigkeiten.
„Diese direkte Zusammenarbeit von
Mensch und Maschine sorgt für eine
neue Dimension in der Automatisierung, mit bis dato nicht gekannten
Freiheiten und einem Maximum an
Flexibilität“, bekäftigt Stäubli-Geschäftsführer Gerald Vogt.
2
Mensch und Roboter
Hand in Hand: Für viele
Automatisierungsspezialisten ist die Mensch-Roboter-Kooperation (MRK)
ein zentrales Thema auf
dem Weg zur Smart
Factory
ger Wolfgang Pomrehn.
„Ein Beispiel dafür ist
das Einsetzen von Teilen
durch den Roboter und
anschließendes Festschrauben durch
den Menschen. Dadurch können Arbeitsplätze, die durch Taktzeitsteigerungen für Menschen nicht mehr
leistbar sind, in Kombination mit
dem Roboter erhalten bleiben.“
Auch Mittelständler im Fokus
ABB hat seinen kollaborativen Montageassistenten Yumi speziell für die
Bedürfnisse der Kleinteilmontage in
der Elektronikindustrie entwickelt.
So war Yumi bereits viele Monate in
einer Fertigung in einem ABB-Niederspannungsbereich im Einsatz. Dort
wurden zigtausende Notaus-Schalter
und Doppelsteckdosen in enger Zusammenarbeit mit einem Mitarbeiter
montiert. Zwei Yumi-Roboter und
zwei Arbeiter fertigten in echter Kooperation bis zu zehn Teile in 220 Sekunden. Der zweiarmiger Yumi („you
and me – wir arbeiten zusammen“)
soll nach und nach auch in anderen
Branchen zum
Einsatz kommen.
Die MRK sei dabei aber
nicht nur ein Thema für
Großkonzerne, betont Dieter
Pletscher, Area Sales Manager bei
Universal Robots: „Für uns stehen
kleine und mittelständische Betriebe,
die bislang nicht den Platz für große
Industrieroboter hatten, klar im Vordergrund. Denn auch sie haben zahllose monotone, repetitive Arbeiten,
die automatisiert werden können.“
Jan-Philipp Liersch, Product Manager
Robot Systems Central Europe bei
Mitsubishi Electric, sieht in der MRKTechnologie außerdem die Chance,
Branchen zu erschließen, für die die
Robotik bis heute noch kein Thema
ist. „Gerade der medizinische Bereich, sei es Operationsassistenz, Laborautomation oder die Fertigung
von individuellen medizinischen Produkten, kann so mit der Robotik ver-
Anlagenbaukompetenz gebündelt
traut gemacht
werden.“
Die MRK ist also
in aller Munde. Aber
natürlich beinhaltet der Begriff Industrie 4.0 noch viel mehr. „Ob Condition Monitoring über Kraft-MomentenSensoren, intelligente Werkstückträger, Predictive Maintenance oder Machine-to-Machine-Kommunikation –
am Stand von Schunk werden all diese Ideen konkret“, verspricht Steinmann.
Stäubli-Geschäftsführer Vogt sieht
das Thema Industrie 4.0 ebenfalls
breit angelegt: „Von Simulation und
Fernwartung über Health Monitoring
des Roboters bis hin zur MaschineMaschine-Kooperation sind wir hier
sehr gut aufgestellt. Hier profitieren
Fortsetzung auf Seite 18
Special Hannover Messe ab Seite 24
Technik ins Bild gerückt
Forum bereichert Reis in Kuka Industries integriert
Fotowettbewerb
Im neuen Bereich Kuka
CEO Berninger: „An den
Moulding Expo
zur Motek
Vom 5. bis 8. Mai 2015 wird die Moulding Expo in Stuttgart zum Treffpunkt
des Werkzeug- und Formenbaus. Die
Konradin Zeitschriften Automationspraxis und mav bereichern die Premiere der Messe mit einem Technologieforum in Halle 8. Hier präsentieren
Experten an sechs Halbtagen zukunftsweisende Themen und erfolgreiche Praxislösungen. Am Donnerstag, dem 7. Mai, beleuchten Fanuc,
Kuka, Liebherr und Erowa die Automatisierung. Auch beim Thema
Werkzeug- und Spanntechnik (6.
Mai) stehen Automatisierungsaspekte auf der Agenda (u. a. mit Schunk
und AMF). Weitere Themen des Forums sind Simulation/Programmierung, Werkzeugmaschinen sowie
Qualitätssicherung und Oberflächen.
www.messe-stuttgart.de/
moulding-expo
Industries bündelt Kuka
seine Anlagenbaukompetenz und führt dort
die Sparte Technology
Solutions der Kuka Systems und die zugekaufte
Reis
Maschinenfabrik
zusammen. Die Augsburger hatten sich Ende
2013 die Mehrheit beim
Obernburger Robotikspezialisten gesichert. Nun ist man in Augsburg dabei, die Geschäftsprozesse sowie die
Vertriebs- und Servicenetze zusammenzuführen und einen einheitlichen Marktauftritt zu gestalten.
„An den persönlichen Ansprechpartnern sowie unserem Service für unsere Kunden ändert sich nichts“, betont
Alwin Berninger, Sprecher der Geschäftsführung der Kuka Industries.
Dr. Eberhard Kroth, vormals Sprecher
der Geschäftsführung der Reis Group
Holding, ist in der Geschäftsführung
persönlichen Ansprechpartnern ändert sich
nichts“
als Chief Technology Officer (CTO) für das auf
Zellen spezialisierte Geschäft verantwortlich.
Unter dem Dach von
Kuka Industries werden
die Stärken von Kuka Systems und
Reis unter einem Dach vereint: Diese
liegen insbesondere in der Lasertechnologie, dem Schutzgasschweißen,
der Gießereitechnologie, dem Sondermaschinenbau für Reib- und Magnetarc-Schweißanlagen sowie in Fertigungstechnologien für Solarmodule
und Batterien. Die verbleibende Kuka
Systems wird sich zukünftig stärker
auf Großprojekte konzentrieren, etwa
im Automobilbau.
www.kuka-industries.com
Zur Motek 2015 startet die Automationspraxis den Fotowettbewerb „Automation im Fokus“. Anbieter und
Anwender sind gleichermaßen aufgefordert, Fotos einzureichen, die die
Automatisierungstechnik mit all ihren Aspekten wirkungsvoll ins Bild
setzen. Das kann ein Blick ins technische Detail ebenso sein wie Aufnahmen, die Dynamik oder Präzision
visualisieren. Neben der Technik soll
aber auch die Emotion nicht zu kurz
kommen. In den nächsten Ausgaben
wird die Automationspraxis regelmäßig Finalisten vorstellen. Eine Präsentation der Fotos und die Siegerehrung
finden dann Anfang Oktober auf der
Motek statt. Einreichungen bitte an:
[email protected].
Startfoto:
Seite 18
www.automationspraxis.de/
fotowettbewerb
Branche
Nr. 4 / April 2015
Seite 2
Interview: Wolfgang Pomrehn, Produktmanager, Robert Bosch GmbH
„Berühungslose Sicherheit
hat die größte Akzeptanz“
Warum Bosch den automatischen
Produktionsassistenten Apas entwickelt hat, wo er bereits eingesetzt wird und wie die Apas-Familie stückweise wächst, das erläutert Produktmanager Wolfgang
Pomrehn im Gespräch mit der Automationspraxis.
AP: Wie ist Bosch auf die Idee mit dem
Apas gekommen?
Pomrehn: Der Apas Assistant ist aus den
Anforderungen der Fertigungswerke entstanden. Im Vordergrund stand anfangs
der Wunsch nach flexiblen, einfach zu
bedienenden Handhabungs- und Palettiersystemen, die ohne Schutzzaun mit
dem Menschen zusammenarbeiten können. Die geforderte einfache Bedienbarkeit und die gewünschte Flexibilität haben aber am Markt erhältliche Systeme
nicht geboten. Damit fiel der Startschuss
zur Bosch-eigenen Entwicklung eines kamerageführten und roboterbasierten Produktionsassistenten.
AP: Wo wird der Apas bei Bosch intern
bereits eingesetzt?
Pomrehn: Die Systeme sind bereits in
verschiedenen europäischen Fertigungswerken im Einsatz. Ein erstes System ist
auch schon nach China gegangen. Der
Schwerpunkt liegt auf Tätigkeiten wie
dem Umpalettieren und Chargieren von
Bauteilen. Neu hinzugekommen ist das
Be- und Entladen von Fertigungsautomaten in Chaku-Chaku-Linien. Im Gespräch
sind zudem Anwendungen, bei denen
leistungsgewandelten Mitarbeitern die
enge Zusammenarbeit mit einem Apas
Assistant die Arbeit erleichtert, so dass
diese sich wieder voll in die Arbeitswelt
integrieren können.
AP: Wird Apas von den Kollegen als
Assistent akzeptiert?
Pomrehn: Die Geräte werden in den Werken gut angenommen. Mögliche anfängliche Skepsis wandelt sich schnell in Erleichterung. Denn der Apas Assistant
wird gezielt dort eingesetzt, wo die Arbeitsbelastung sehr hoch ist. An anderer
Stelle übernimmt er sehr unbeliebte Aufgaben, die von hoher Monotonie geprägt
sind. So können sich die Menschen dort
auf wertschöpfendere Tätigkeiten konzentrieren.
AP: Was zeichnet den flexiblen Produktionsassistenten aus?
Produktmanager Wolfgang Pomrehn:
„Die Apas Family ist ein neuartiges
Fertigungskonzept für die wandlungsfähige Fabrik von morgen. Ortsfeste
und in ihrem Prozess starre Produktionssysteme können mit agilen Fertigungsinseln der Apas Family abgelöst oder ergänzt werden“
cherheitskonzept. Untersuchungen haben gezeigt, dass die berührungslose Zusammenarbeit mit einem Roboter die
größte Akzeptanz findet. Außerdem ist
der Apas Assistant ein vollständiges Automatisierungssystem mit 6-Achs-Industrieroboter, Greifer, 3D-Kamerasystem
und einer Software, die alle Funktionalitäten unter einer grafischen Benutzeroberfläche vereint. Dadurch entfällt das
umfangreiche Engineering.
Pomrehn: Wie alle anderen Familienmitglieder ist der Apas Assistant auf
Schnellfixierrollen gelagert und kann so
flexibel an unterschiedlichen Produktionsorten eingesetzt werden. Der DreiFinger-Greifer ermöglicht ein vielseitiges
kraft- und formschlüssiges Greifen. Der
3D-Kamerakopf mit integrierter Beleuchtung kann Objekte und den Arbeitsplatz
im Raum erkennen. Das sorgt für eine
hohe Abgreif-und Ablegegenauigkeit,
was die Anforderungen an die Teilezuführung gering hält. Auf der dialoggesteuerten Bedienoberfläche lassen sich
Sehen, Bewegen und Greifen ohne Programmierkenntnisse konfigurieren.
AP: Und wie wird die Mensch-RoboterKollaboration (MRK) abgesichert?
Pomrehn: Die sichere Zusammenarbeit
ermöglicht eine von Bosch entwickelte
Sensorhaut. Unter dem Kunststoffmantel,
der einen 6-Achs-Industrieroboter umgibt, verbergen sich rund 120 kapazitive
Sensoren, die in Verbindung mit einer Sicherheits-SPS ein zuverlässiges Sicherheitssystem bilden. Noch bevor sich
Mensch und Maschine berühren, stoppt
der Apas Assistant. Sobald der Mensch
den Gefahrenbereich verlassen hat, setzt
er seine Arbeit fort.
AP: Wie grenzt sich der Apas Assistant
von anderen MRK-Ansätzen von Kuka,
ABB und Universal Robots ab?
Pomrehn: Der erste wichtige Unterschied
ist das einzigartige, berührungslose und
dadurch sehr mitarbeiterfreundliche Si-
AP: Wie viel kostet ein Apas Assistant?
Pomrehn: Der Apas Assistant wird für
115 000 Euro angeboten. Inbegriffen sind
Greifer, Sensorhaut, Kinematik, Steuerung, Gehäuse, Mobilität, Software und
Kamera – also ein komplettes Automatisierungsgerät.
AP: Gibt es schon erste externe Kunden?
Pomrehn: Ja. Dazu zählen namhafte Unternehmen aus dem Automobilbereich
ebenso wie Mittelständler. Aber natürlich
stehen wir hier noch am Anfang. In dem
Maße, wie Industrie 4.0 hier Fahrt aufnimmt, beginnen auch die produzierenden Betriebe, sich mit wandelbarer Automation und kollaborativer Robotik zu beschäftigen.
AP: Der Apas Assistant mit dem ummantelten Roboter ist ja quasi der
Urahn der Apas Family. Welche weiteren Familienmitglieder gibt es noch?
Pomrehn: Neben dem Apas Assistant besteht die Apas Family aktuell aus dem
Apas Inspector – ein mobiles optisches
Prüfsystem mit einer hochauflösenden
3D-Highspeed-Kamera – und dem Apas
Flexpress, ein mobiler Fügeautomat. Alle
Familienmitglieder basieren auf einer
mobilen Plattform, dem Apas base. Dieser enthält eine PC-basierte Steuerung
mit einer standardisierten Connectivity
und ein flexibles Zuführsystem. Wir
bringen gerne auch kundenspezifische
Prozesse auf diese Plattform.
Der Roboter als Freund und Helfer
Die Mensch-Roboter-Kollaboration
ist nicht länger ein Nischenthema,
sondern drängt in die allgemeine
Aufmerksamkeit. Bestes Beispiel ist
eine Werbekampagne, mit der sich
BMW deutschlandweit mit Anzeigen
und Plakaten als nachhaltiger Hersteller präsentierte. Zu sehen waren
Mitarbeiter im US-Werk Spartanburg, die Hand in Hand mit einem
Leichtbauarm von Universal Robots
arbeiten. O-Ton des Automobilherstellers: „Warum wir mit Robotern
im Team arbeiten? Weil es keine Folgen hat. Innovative Produktion ohne
körperliche Belastung. Für uns der
nächste Schritt ...“
Für Universal Robots ist diese BMWKampagne natürlich Gold wert. Aber
auch der Robotik-Community kann
kaum etwas Besseres passieren:
Wenn nun sogar schon große Automobilkonzerne mit der Mensch-Roboter-Kollaboration werben, dann
steht dem großen Siegeszug der Maschinenassistenten wohl nicht mehr
viel im Weg.
Das zeigt auch das Beispiel VW: Hier
sorgte kürzlich ein Interview der
"Welt" mit dem Personalvorstand
Horst Neumann für Schlagzeilen. VW
will die Fabriken stärker digitalisieren und roboterisieren: Damit will
man nicht nur die Fertigungskosten
senken, sondern auch und gerade
unergonomische Arbeit abschaffen.
Armin Barnitzke,
stellvertretender Chefredakteur
Bei der Golf-Produktion etwa sind
fünf Prozent der Arbeitsschritte als
„sehr anstrengend“ und 25 Prozent
als „anstrengend“ für die Mitarbeiter definiert. Der Betriebsrat steht
hinter der Initiative: „Auch wir sehen
darin Chancen, gesundheitlich belastende Tätigkeiten auf Roboter zu
verlagern.“
Der Roboter verliert also endgültig
sein Image als Jobkiller und wird
zum willkommenen Werkzeug für
geplagte Mitarbeiter. Auf der Hannover Messe wird die Mensch-Roboter-Kollaboration daher ein ganz
großes Thema sein: ABB feiert die
Markteinführung seines zweiarmigen Roboterassistenten Yumi und
auch Fanuc sowie Universal Robots
haben interessante Neuigkeiten im
Gepäck. Man darf gespannt sein.
Eine Milliarde Euro investiert
Fanuc baut
Produktion aus
ISSN 1863-401X
Herausgeberin: Katja Kohlhammer
Verlag: Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,
Ernst-Mey-Straße 8, 70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany
Geschäftsführer: Peter Dilger
Verlagsleiter: Peter Dilger
Chefredakteur: Holger Röhr (hr), Phone +49 711 7594-389
Stellv. Chefredakteur: Armin Barnitzke (ab),
Phone +49 711 7594-425
Redaktionsassistenz: Gabriele Rüdenauer,
Phone +49 711 7594-257, Fax +49 711 7594-1257,
E-Mail: [email protected]
Kramm: „Auch Forschung und Entwicklung werden gestärkt“
AP: Auf wie viele Mitglieder soll die
Familie anwachsen?
Pomrehn: Das interessiert mich auch.
Aber im Ernst: es ist sicher wie im richtigen Leben. Familien werden ja auch
nicht nur immer größer, weil die Generationen mit der Zeit wechseln. Der Apas
Assistant, der Apas Inspector und der
Apas Flexpress sind aber noch jung und
haben noch ein langes Produktleben vor
sich. Dafür steht der Name Bosch.
ab
Der CNC- und Robotikspezialist Fanuc expandiert in Japan und investiert massiv in neue Produktionsstätten im Industriepark Mibu-hanyuda.
Noch in diesem Jahr soll mit dem
Ausbau der Kapazitäten für CNC, Servomotoren und Servoverstärker begonnen werden. Bis April 2016 sollen
die neuen Produktionsgebäude mit
einer Fläche von 254 000 m² fertig
sein. Die Produktion startet im Oktober 2016. Dank modernster Produktionsausstattung und hohem Automatisierungsgrad sollen dort pro Monat 10 000 CNC hergestellt werden.
Bislang kann Fanuc monatlich bis zu
25 000 CNC fertigen. Die monatliche
Produktionskapazität bei Servomotoren wird um 60 000 Einheiten (bislang: 125 000 Units/Monat) steigen,
bei Servoverstärkern um 35 000 Einheiten (bisher: 84 000 Units/Monat).
„Wir wachsen weltweit und erschließen uns neue Marktbereiche“, sagt
Olaf Kramm, Geschäftsführer der Fanuc Deutschland. Insgesamt werde in
Mibu-hanyuda rund eine Milliarde
Euro investiert.
www.bosch.com
Hannover Messe Halle 17, Stand C42
www.fanuc.eu
Hannover Messe Halle 17, Stand D24
AP: Welches Konzept steckt hinter der
Apas Familie?
Pomrehn: Die Apas Family ist ein neuartiges Fertigungskonzept für die wandlungsfähige Fabrik von morgen. Ortsfeste
und in ihrem Prozess starre Produktionssysteme können mit agilen Fertigungsinseln der Apas Family abgelöst oder ergänzt werden.
Das Besondere des Apas Assistant ist sein berührungsloses Sicherheitskonzept:
Unter dem Kunststoffmantel verbergen sich rund 120 kapazitive Sensoren
Editorial
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Leinfelden-Echterdingen
Nr. 4 / April 2015
Branche
Seite 3
AUTOMATION einfach EINFACH
Manuelle Leerung war gestern!
HEUTE heißt es:
KURZ NOTIERT
Poguntke verstärkt Weiss
Beim Handling- und Rundschalttisch-Spezialisten
Weiss verantwortet Matthias Poguntke als Vice President Global Engineering
& Product Management
nun die Entwicklungsstrategie. Der Diplom-Ingenieur
für Mechatronik verfügt über umfangreiche
Erfahrung im Bereich Produktentwicklung
und Portfoliomanagement – er arbeitete
lange für Schunk. Der neu strukturierte Bereich Global Engineering & Product Management bündelt unter Poguntke die Felder Portfoliostrategie, Standardentwicklung, Kundenkonstruktion, Technologie sowie Validierung.
www.weiss-gmbh.de
Isra Vision will expandieren
Der Bildverarbeitungsspezialist Isra Vision bereitet
sich auf die nächsten
Wachstumsschritte vor und
verstärkt den Vorstand mit
einem international erfahrenen Experten für den Bereich Operations: Andreas
Gerecke ist nun als Executive Director
Group Operations für die weitere Optimierung der Produktionsprozesse sowie den
gezielten Ausbau der Infrastruktur für das
weitere Wachstum verantwortlich. Zu seinen Aufgaben gehören neben der Vorbereitung des Unternehmens auf die nächsten
Umsatzdimensionen auch die Stärkung der
Profitabilität und die Optimierung und Verstetigung des Cashflows. Gerecke verfügt
über 25-jährige Erfahrung in internationalen Industrieunternehmen unter anderem
als Chief Operating Officer bei einer Tochtergesellschaft der ABB Deutschland.
www.isravision.com
USK holt sich Glanz an Bord
Die USK Karl Utz Sondermaschinen hat Gerhard
Glanz zum Vorsitzenden
der Geschäftsführung berufen. Glanz verfügt über viel
Maschinenbau-Erfahrung
und hat beispielsweise die
Werkzeugmaschinenhersteller Union Chemnitz und Leifeld erfolgreich geleitet. Mit rund 100 Millionen Euro
Umsatz ist die Utz-Gruppe einer der größten deutschen Anbieter für Sondermaschinen und Industrieanlagen der Montageautomation, Handhabungs- und Prüftechnik.
Der neue CEO Gerhard Glanz wird bei der
USK Karl Utz Sondermaschinen gemeinsam
mit den weiteren Geschäftsführern Holger
Kühne und Gerhard Bärtl die Verantwortung tragen und schließlich die operative
Verantwortung für die gesamte Utz-Gruppe
übernehmen. Eigentümer Thilo Utz will
sich künftig hauptsächlich um die strategische Ausrichtung kümmern.
www.usk-utz.de
M.A.X. übernimmt Indat
Über die Tochtergesellschaft NSM Magnettechnik hat die Firmengruppe der M.A.X. Automation 100 Prozent der Anteile am hessischen Robotikspezialisten Indat
übernommen, dessen
Automationslösungen
(etwa Roboterzellen
zum vollautomatischen Entgraten) gerade
bei Automobilherstellern und Automobilzulieferern zum Einsatz kommen. Die Akquisition eröffnet M.A.X. die Möglichkeit,
ganzheitliche Anlagensysteme einschließ-
lich integrierter Robotik-Lösungen anzubieten. Außer zur NSM Magnettechnik ergeben sich Synergien zu weiteren Tochtergesellschaften.
www.maxautomation.de
IDS: Halbe Million Kameras
Fast auf den Tag
genau zehn Jahre,
nachdem IDS seine erste Industriekamera auf den
Markt brachte,
verließ jetzt die 500 000ste Kamera die Produktion in Obersulm. Dabei handelt es sich
um ein Modell der Serie CP Rev. 2, welche
eine völlig neue Generation von Industriekameras repräsentiert. Sie verfügt über einen USB 3.0-Anschluss und ist konsequent
auf leistungsstarke Sensormodelle ausgelegt. „In den nächsten Monaten wird IDS
seine Produktionskapazitäten weiter ausbauen. Auf dem Firmengelände entsteht
derzeit ein Neubau, mit dem wir unsere
Produktionsfläche verdoppeln werden.
Schon bald werden wir die einmillionste
Kamera sehen", ist Torsten Wiesinger, Geschäftsführer von IDS, überzeugt.
www.ids-imaging.de
Vollautomatische Bauteilentnahme
mit sehendem Roboter!
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Weni kunden
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Tünkers ausgezeichnet
Tünkers Maschinenbau aus Ratingen ist einer von 20 Preisträgern im Wettbewerb
NRW-Wirtschaft im Wandel. Die Geschäftsführer Olaf und André Tünkers (mitte und
rechts) freuen sich über die Auszeichnung:
„Wir sind sehr stolz, als Vorbild für den erfolgreichen Wandel des Standorts NRW zu
stehen.“ Das Familienunternehmen Tünkers hat sich mit viel Einsatz zum Globalplayer für Automationstechnik entwickelt.
Zudem sind die Ratinger Experten für Elektromobile, Ramm- und Ziehtechnik sowie
Anleim- und Kaschiermaschinen. Getreu
dem Motto „Erfindergeist serienmäßig“
entwickelt Tünkers gemeinsam mit den
Kunden ständig neue, innovative Lösungen, die durch Effizienz und Zuverlässigkeit überzeugen.
www.tuenkers.de
Wechsel bei Micro-Epsilon
Beim Sensorik-Spezialisten Micro-Epsilon
wechselt die Firmenleitung. Nachdem Karl
Wisspeintner bereits 2012 die Geschäftsführung an Prof. Dr.-Ing. Martin Sellen (li.)
übergeben hat, traten nun seine Söhne Dr.
Alexander Wisspeintner und Dr. Thomas
Wisspeintner (Mitte) die Nachfolge von Johann Salzberger (re.) an. Salzberger war in
Ortenburg 38 Jahre als Geschäftsführer für
Vertrieb und Marketing verantwortlich. Dr.
Alexander Wisspeintner übernimmt nun
die Bereiche Informationstechnologie, Softwareentwicklung und Organisation, Dr.
Thomas Wisspeintner das Marketing, den
Vertrieb und den kaufmännischen Bereich.
Prof. Dr.-Ing. Martin Sellen bleibt für die
Entwicklung und Produktion verantwortlich.
www.micro-epsilon.de
mehr online unter: www.automationspraxis.de/news
Der intelligente „Griff in die Kiste“
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Systemhaus des Monats
Nr. 4 / April 2015
Seite 4
Montageanlage mit 12 Stationen glänzt mit Taktzeit von 15 Sekunden
Roboter-Trio montiert Scheinwerferantriebe
Für den Elektronikspezialisten
Rawe hat der Sondermaschinenbauer KTW mit drei Epson Robotern eine ausgefuchste Montageanlage gebaut. Alle 15 Sekunden entsteht hier ein Antrieb zur
Scheinwerfer-Einstellung. Herausforderung bei dem Projekt waren
neben dem komplexen Montagevorgang und der knappen
Taktzeit auch die geforderte
100%ige Traceability.
Im beschaulichen Weiler im Allgäu
produziert Rawe Electronic mit rund
200 Mitarbeitern elektronische Baugruppen und Systeme für die Medizintechnik, Industrieelektronik sowie
die KFZ- und Nutzfahrzeugindustrie.
„Wir bauen beispielsweise für einen
Tier-2-Automobilzulieferer den Walzenantrieb zur Einstellung eines LEDScheinwerfers“, berichtet Nikolaus
Boll, Prokurist und Leiter Projektmanagement: „Die ersten Serienstückzahlen konnten wir noch mit einer
teilautomatisierten Fertigungsanlage
produzieren. Aber als der Kunde
dann die Großserie mit 800 000 Stück
pro Jahr einläutete, war das nur mit
einer hoch automatisierten Anlage zu
stemmen.“
Hier kam der Roboterspezialist KTW
aus dem nur 40 Kilometer entfernten
Friedrichshafen ins Spiel. „Rawe
suchte einen Sondermaschinenbauer
aus der Nähe, da bei dem Projekt eine
sehr enge Zusammenarbeit gefragt
war“, so Reinhold Hess, technischer
Leiter bei KTW.
Gegen Ende des Projekts beispielsweise haben die KTW-Programmierer
und der Softwareexperte von Rawe
vier Wochen gemeinsam vor dem
Bildschirm gesessen und an der Softwarelösung für die Datensammlung
und -auswertung gearbeitet. „Denn
unser Kunde forderte eine hundertprozentige Traceability bis hinunter
auf das einzelne Bauteil“, ergänzt
Boll. Daher wurde eine spezielle Datenbank aufgebaut, in der alle Produktions- und Chargendaten gesammelt werden. Hier wird bei jedem
Montageschritt verglichen, ob der
nächste Prozess noch ausgeführt
werden darf oder nicht.
Eine enge Zusammenarbeit gab es
auch gleich zu Beginn: In einer umfangreichen Fehlermöglichkeits- und
-einflussanalyse (FMEA) haben die
In der Anlage arbeiten
drei Epson Roboter
Hand in Hand und bedienen 12 Montagestationen. Alle 15 Sekunden entsteht hier ein
Scheinwerfer-Antrieb
(links)
Für die flexible Montage ist der Sechsachser
mit einem flexiblen
elektrischen Kraft-Wege-gesteuerten 2-Backen-Paralell-Greifer
GEH der Zimmer Group
ausgestattet (unten)
Projektmitarbeiter beider Firmen alle
Montageschritte analysiert. „Untersucht haben wir beispielsweise die
Greifstrategien, wie man ein Teil am
besten anfasst, um Beschädigungen
auszuschließen“, so Boll. „Diese umfangreiche Arbeit hat sich definitiv
gelohnt."
Doch schon bevor das Projekt ins Detail ging, war Hess‘ Hirnschmalz gefragt: „Bereits in der Konzeptionsphase musste ich ganz schön tüfteln, wie
wir die geforderte Taktzeit von 15 Sekunden erreichen können." Herausgekommen ist eine ausgefuchste Anlage, in der drei Roboter – ein Sechsachser vom Typ S5-A701S und zwei
Scara-Roboter vom Typ G6-653S mit
Steuerung RC 620+ und Bildverarbeitungssystem CV1 Vision – Hand
in Hand arbeiten: Hess: „Die einzelnen Roboter bedienen dabei bis zu
vier der 12 Stationen.“
Alle drei Roboter arbeiten an einem
im Kreis geführten Längstransfer-System von Taktomat. Insgesamt sind somit 12 Stationen notwendig, bis die
Baugruppe fertig montiert ist: Bei der
Gesamtkonzeption hat Hess auch unkonventionelle Ideen umgesetzt. So
ist einer der beiden Scara-Roboter unter anderem dafür zuständig, das an
der Station 7 benötigte Schraubmo-
denn hier sind flexible Montagebewegungen gefragt. Hess: „Insbesondere
das Auflegen des Magneten auf die
Abtriebswelle ist diffizil, denn man
kann ihn nicht einfach vertikal aufsetzen, sondern muss ihn einfädeln.“
Dafür ist der Sechsachser auch mit einem flexiblen elektrischen Kraft-Wege-gesteuerten Greifer ausgestattet.
Zu Beginn der Montage ist aber nicht
nur ein flexibles Bewegen und Greifen, sondern auch eine Kontrolle
durch Bildverarbeitung gefragt. Bei
der Zuführung der Abtriebswelle beispielsweise wird via Durchlicht-Prüfung nicht nur die Lage der Teile erkannt, sondern auch eine Innenkonturkontrolle durchgeführt.
Eine weitere Besonderheit ist die integrierte Handarbeitsstation. Boll: „Da
muss ein Kabel hinter eine Lasche gedrückt werden. Das lässt sich nicht
automatisieren.“ Allerdings war zu
Beginn nicht klar, ob dies in der Taktzeit zu schaffen ist. „Heute wissen
Steckbrief
dul zu positionieren. „So konnten wir
uns ein separates angetriebenes
X-Y-Positioniersystem sparen." Das
senkte die Anlagenkosten um einige
Tausend Euro. Denn das ganze Projekt war äußerst spitz kalkuliert.
Die Epson Roboter haben ihm die Arbeit stark erleichtert: „Die Roboter
zeichnen sich durch eine einfache
Programmierung aus. Zudem lassen
sich die drei Roboter inklusive des integrierten Bildverarbeitungssystems
von einer Softwareplattform aus steuern. Das vereinfacht uns das Engineering und spart Kosten, weil nur eine
Steuerung benötigt wird.“
Einen Großteil der Montageschritte
bedienen die beiden Scaras. Zu Beginn muss aber ein Sechsachser ran,
Branche: Elektronik-Montage
Aufgaben der Roboter: Drei Roboter handhaben Bauteile während
eines 12-stufigen Montageprozesses
Eingesetzte Roboter: Epson Sechsachser Typ S5-A701S und zwei Epson
Scara-Roboter Typ G6-653S mit
Steuerung RC 620+ und Bildverarbeitungssystem CV1 Vision
Projektdauer: 7 Monate
Besonderheiten:
• 100%ige Traceability bis hinunter
auf das einzelne Bauteil
• integrierte Handarbeitsstation
• auf der Anlage wird eine linke
und rechte Variante produziert;
Rüstzeit kleiner 30 Minuten
• Bauteilkontrolle (Geometrie und
Lage) mit Bildverarbeitungssystem
Vorteile durch die Automation:
• Taktzeit von 15 Sekunden erreicht
• hohe Produktivität im 3-Schichtbetrieb (Verfügbarkeit > 95 %)
• sehr schnelle Fehlerbehebung
durch Fernwartung
• geringer Platzbedarf
• Anlage kann ohne großen Aufwand angepasst werden (Flexibilität
durch Einsatz von Robotern mit
Bildverarbeitung)
In der Handarbeitsstation wird ein Kabel hinter eine Lasche gedrückt. Das
lässt sich nicht automatisieren
wir, dass die Mitarbeiter dies sogar in
8 bis 9 Sekunden schaffen.“
Das ist insofern wichtig, als der Bediener an der Station nicht nur die fitzelige Montage übernimmt, sondern
am Bildschirm auch die Gesamtanlage im Blick hat und bei Bedarf die Zuführungen für Gehäuse, Abtriebswellen, Ringmagnete und Schrittmotoren
auffüllt. Hess: „Die Zuführbunker
sind aber so ausgelegt, dass die Anlage eine Stunde autark arbeiten kann."
Auf der Anlage wird eine linke und
rechte Variante produziert – jeweils
sortenrein. „Die Rüstzeit bei Variantenwechsel ist kleiner 30 Minuten“,
freut sich Hess. Damit die Anlage diese Kundenanforderung erfüllt, wurden die Werkstückträger für beide Varianten ausgelegt, so dass diese nicht
gewechselt werden müssen.
Nur sieben Monate hat das Projekt
gedauert – von der Auftragsvergabe
bis zum Live-Betrieb. Dabei lief die
Inbetriebnahme dank der umfangreichen FMEA zu Beginn mit zwei Wochen wie am Schnürchen. Boll ist daher offen für weitere Projekte mit
KTW. „Wer gute Arbeit abliefert, der
darf bei uns wiederkommen.“
Hess will das aufgebaute Knowhow
rund um das flexible Montagekonzept aber auch für andere Projekte
nutzen: „Wir haben die Anlage so
konzipiert, dass das Grundkonzept
für andere Kleinteil-Montagen verwendet werden kann.“
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Roboter verbinden
Nr. 4 / April 2015
Seite 6
Manuelle und automatisierte Schweißtechnik stehen im Einklang
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In Asbach-Bäumenheim fertigen
1200 Mitarbeiter im Drei-SchichtBetrieb die Sicherheitskabinen für
die Hightech-Traktoren von Fendt.
Dabei setzt die AGCO-Tochter beim
Schweißen auf Technologien von
Carl Cloos. Hier arbeiten Roboter,
Werkstückpositionierer, Handlingsysteme und manuelle Schweißtechnik Hand in Hand.
Von der Blech- und Profilfertigung,
über die Schweißerei und Lackiererei
bis zur Kabinenmontage werden in
Asbach-Bäumenheim pro Jahr ca.
18 000 Kabinen hergestellt. Dabei
können die Kunden zwischen mehr
als 20 000 Kabinenvarianten wählen.
Die komplexe Fertigungslinie zum
WERKZEUGWECHSLER.
Nach dem Vorheften in den manuellen Stationen, verschweißen die 7-achsigen
Roboter die Kabinen in den automatisierten Anlagen
SCHNELL, PRÄZISE
UND ZUVERLÄSSIG.
Handlingsgewicht bis 1.000 kg
Einfache Montage
Die Offline-Programmierung mit der
Roboplan-Software kann zeitgleich
zur Produktion erfolgen: ein enormer
Zeitvorteil
Universell einsetzbar
Verschweißen der Kabinen ist daher
mit neuester Technik ausgestattet.
Die Linie ist mehr als 70 Meter lang
und besteht aus zwölf Stationen.
In sieben Anlagen mit insgesamt 19
Robotern vom Typ QRC 350 sowie
siebenachsigen QRC 410 und an
sechs Arbeitsplätzen zum Handschweißen werden pro Schicht bis
zu 23 Kabinen im MAG-Prozess geschweißt. Die teilweise automatische Transporttechnik sorgt für den
reibungslosen Bauteiltransport zwischen den unterschiedlichen Fertigungsschritten.
In der Fertigungslinie arbeiten die
manuelle
und
automatisierte
Schweißtechnik Hand in Hand: So
werden die Kabinen zunächst in den
manuellen Stationen geheftet, wo
Schweißgeräte vom Typ Qineo Step
350 zum Einsatz kommen. Im An-
GIFA
schluss werden die Kabinen in den
Roboteranlagen verschweißt.
Hier bringen die Positionierer das
komplexe Werkstück immer in eine
für das Schweißen optimale Lage. So
werden schwer zugängliche Stellen
erreicht und eine optimale Schweißnahtqualität erzielt. Die WerkstückPositionierer bestehen aus jeweils
zwei Stationen und sind mit einer
standardisierten
Wechselvorrichtung ausgestattet, die sich den unterschiedlichen Kabinenvarianten automatisch anpasst.
Die verschiedenen Kabinenvarianten können daher ohne einen Vorrichtungswechsel und weitere Umbaumaßnahmen verschweißt werden. Dies reduziert Rüstaufwände
auf ein Minimum. Alle Anlagen sind
als Mehr-Stationen konzipiert, so
dass die Roboter zwischen den Stationen hin und her pendeln können.
„Aufgrund der hohen Anlagenverfügbarkeit von mehr als 97 Prozent
können wir unseren Kunden die
höchstmögliche Produktverfügbarkeit bieten“, erklärt Peter Baumgarten, der bei Fendt für Prozesse und
Abläufe im Bereich Schweißautomation verantwortlich ist.
An drei Anlagen zum Fertigschweißen der Traktorkabinen sind die Roboter mit einem Hightech-Lasersensor ausgestattet, der Toleranzen zwischen den programmierten Bahnen
und der realen Position der Werkstü-
cke ausgleicht. Die Brennerposition
sowie die Prozessparameter werden
dazu kontinuierlich angepasst.
Die Offline-Programmierung der Anlagen erfolgt mit der Roboplan-Software. Während in der Anlage die Produktion läuft, kann gleichzeitig in Roboplan ein neues Programm erstellt
werden. Hier werden an 3D-Modellen
Schweiß-, Such-, Verfahrwege und
Werkzeuge festgelegt. Das Programm
wird dann in die Steuerung des Roboters übertragen und am Arbeitsplatz
lediglich optimiert.
Neben Roboplan dient die Process
Data Monitoring-Software (PDM) zur
Überwachung des Programmverlaufes, für Fehlermeldungen sowie zum
Monitoring der Schweißparameter.
Darüber hinaus ermöglicht die Remote Diagnostics- Software (RSM) eine Fernwartung der Roboter.
Sowohl beim manuellen als auch
beim automatisierten Schweißen vertraut Fendt seit vielen Jahren auf
Technologien aus Haiger. Mittlerweile sind in Asbach-Bäumenheim mehr
als 30 Cloos-Roboterzellen zum
Schweißen im Einsatz. Die älteste
Cloos-Roboteranlage bei Fendt ist bereits seit über 20 Jahren und mehr als
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Hoffnungsträger auf hart umkämpftem, aber attraktivem Markt
Hollow Wrist für Schutzgasschweißer
Kawasakis neuer BA006N Schutzgasschweißroboter mit Hollow Wrist ergänzt die bestehende RA-Serie. Dank
seiner Reichweite von 1445 mm und
der Traglast von 6 Kilo eignet er sich
für eine Vielzahl von Anwendungen –
von kleinen Standard-Schweißzellen
bis zu Schweißaufgaben in der Automobilindustrie, etwa im Innenbereich von Karosserien.
Dank seiner Geschmeidigkeit agiert
der BA006N auch in engen Arbeitsbereichen souverän – dafür sorgt das
Hollow Wrist Design, das alle Medien
im Roboterarm integriert. Zudem bietet der Schutzgasschweißer ein attraktives Preis-Leistungsverhältnis.
„Es macht den BA006N zum erklär-
ten Hoffnungsträger auf einem hart
umkämpften,
aber
attraktivem
Markt, den Kawasaki nun wirksam
angreifen kann“, so Senior Marketing
und Sales Manager Carsten Stumpf.
Auch die neuen Roboter-Allrounder
der CX-Serie besitzen einen Hollow
Arm (Achse 2–4), der die Anwendermedien innerhalb der Kontur des Roboters führt. Die Mittelklasse-Roboter
eignen sich für Handhabung und
Montage und besitzen eine Reichweite von 2699 Millimetern bei Traglasten von 110, 165 bzw. 210 Kilogramm. Dabei begnügen sich die CXModelle mit Abmessungen von rund
500 mal 600 Millimeter – ideal für die
nachträgliche Integration in Fertigungs- und Montagelinien.
Der BA006N mit Hollow Wrist ergänzt
Kawasakis bestehende RA-Serie der
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Roboter verbinden
Nr. 4 / April 2015
Seite 8
Acht Roboterzellen produzieren Radhäuser, Schweller und A-Säulen
Automobilteile im Sekundentakt geschweißt
In nur 37 Sekunden vom Blechrohling zum
fertigen Bauteil – dafür sorgen rund 20
ABB-Roboter im Wolfsburger Werk des Automobilzulieferers KWD. Sie werkeln in
acht Schweißzellen und produzieren Radhäuser, Schweller und A-Säulen für einen
deutschen Automobilhersteller.
Insgesamt arbeiten 20 IRB 6640 und
ein IRB 2600 in vier neuen Anlagen
chainflex hält:
28 Mio. Hübe
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Lebensdauer,
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Nachdem ein KWD-Mitarbeiter mehrere Blechrohlinge sowie ein bereits zuvor von einem Roboter beklebtes Teil in die Halterung eines Drehtisches eingelegt hat, sind die Schweißroboter an
der Reihe: Im Inneren der Schweißzelle positioniert der Drehtisch die Rohlinge vor zwei Industrierobotern des Typs IRB 6640, die mehrere
Schweißpunkte setzen und die Rohlinge so fest
zusammenfügen.
Anschließend entnimmt ein weiterer IRB 6640
das zusammengefügte Teil und positioniert es unter einer stationären Schweißzange, die weitere
Schweißpunkte setzt. Abschließend wird das
Bauteil zur Markierung unter einen Ritzpräger gefahren. Der ganze Vorgang dauert nur wenige Sekunden. Dann liegt das fertige Radhaus an der
Ausgabestation.
Automobilzulieferer KWD hat in acht neue
automatisierte Schweißzellen investiert
Neben Radhäusern fertigt der Automobilzulieferer KWD A-Säulen und Schweller für ein neues Modell eines deutschen Automobilherstellers. „Die dafür benötigten Teile ließen sich
nicht auf unseren bestehenden Anlagen pro-
duzieren“, sagt KWD-Produktionsleiter Randy
Koch. Das Unternehmen investierte daher in
acht neue automatisierte Schweißzellen.
„In der Serienfertigung für Radhäuser, Schweller und A-Säulen wollen wir im Dreischichtbetrieb je rund 1400 Stück am Tag produzieren“, so Koch. Ein wichtiges Kriterium bei der
Auftragsvergabe war daher die Einhaltung der
Taktzeit. „Vom Einlegen der Rohlinge bis zum
fertigen Bauteil sollten zum Beispiel an einer
Station nicht mehr als 37 Sekunden vergehen“,
erklärt Koch die Anforderungen an die Roboterzellen.
Diese Taktzeit konnten die Ingenieure aus Friedberg dank intensiver Vorab-Simulationen garantieren. „Ein Pluspunkt für ABB“, sagt Guido Wittenberg, bei KWD verantwortlich für die technische Planung. „Die Konzepte anderer Anbieter
lagen im Schnitt rund 10 Prozent über unserer
Vorgabe.“
Die Schweißzellen überzeugten zudem durch ihre Kompaktheit. „Wir haben in unseren Produktionshallen wenig Platz“, erläutert Wittenberg.
„Das raumsparende Design der Roboter kam uns
sehr entgegen.“ Insgesamt arbeiten nun 20 IRB
6640 und ein IRB 2600 in den vier neuen Anla-
Energieführen leicht gemacht:
Roboter-Lichtwellenleiter
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gen. Auch Sicherheitskomponenten
wie Zutrittskontrollen, Einhausungen, Lichtschranken und Rolltore hat
der schwedische Konzern geliefert,
der als Systemlieferant für Planung,
Konstruktion, Fertigung, Lieferung,
Montage und Inbetriebnahme der Anlagen verantwortlich war.
Einen weiteren Pluspunkt sammeln
die Friedberger Roboter dank ihrer
Präzision: „Wir bewegen uns als Automobilzulieferer innerhalb sehr enger Toleranzen“, sagt Koch. Die
IRC5-Robotersteuerung
ermöglicht
aber ein millimetergenaues Arbeiten.
Die Schweißpunkte sitzen bei jedem
Teil an exakt der gleichen Stelle.
Die Steuerung überwacht zudem die internen
Lasten des Roboters, was das Risiko von Überlastsituationen reduziert und somit zu einer längeren Lebensdauer führt. „Mit Blick auf Wartungs- und Instandhaltungskosten war das für
uns ein wichtiges Argument“, betont Wittenberg.
Zufrieden ist KWD auch mit der Projektabwicklung. „Beeindruckend war die geringe Implementierungszeit“, sagt Koch. „Von der Lieferung
der Anlagen bis zur Produktion des ersten Teils
vergingen nur sechs Wochen.“ Da mit ABB bereits der dritte Roboterhersteller im Werk vertreten ist, waren zunächst insbesondere die Anlagenbediener skeptisch gewesen. Wittenberg:
„Für die Kollegen bedeutet das anfangs einen erhöhten Schulungsaufwand und eine Umgewöhnungsphase.“ Durch umfangreiche theoretische
Schulungs- und praktische Trainingsmaßnahmen wurde aber eine kurze Umstellungsphase
sicher gestellt.
ABB Automation GmbH
www.abb.com/robotics
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Nr. 4 / April 2015
Roboter verbinden
Seite 9
Einsatzgebiete reichen von Haushaltsgeräten bis zu Wohnwagen
Flexible Automation: Veränderungen im Produktionsablauf lassen sich einfach umsetzen
Mit dem Roboter automatisch
kleben, dichten und dämmen
Kleinroboter verklebt Kunststoffteile
zur vielseitigen Gewindeschraube
SCAs Klebe- und Dosiertechnik eignet sich für unterschiedliche Anwendungen auch jenseits des Automobilrohbaus: von Schallisolierungen von Haushaltsgeräten mit
spritzbaren Dämmmassen bis zum
Abdichten von Traktorkabinen.
„Früher kamen unsere Kunden vor
allem aus der Automobilindustrie“,
sagt Oskar Sörensson, Geschäftsbereichsleiter General Industry.
„Hier liefern wir automatisierte Systeme und ganze Anlagen für den
Rohbau, für Lackierstraßen oder die
Endmontage.“ Mit Technik aus Bretten werden zum Beispiel Motorhauben konstruktiv verstärkt, Unterbodenschutz und Dämmungsmassen
aufgetragen oder Scheiben eingesetzt.
Doch auch in anderen Industriebereichen bestehe viel Potenzial, betont Sörensson. Anwendungsmöglichkeiten sieht er etwa bei Haushaltsgeräten, wo Backofenscheiben
eingeklebt oder die Geräte gedämmt
werden müssen. „Mit unserer Technik können Anwender Schallisolierungen in Form von spritzbaren
Dämmmassen schnell und präzise
auftragen“, versichert Sörensson.
Das sei preisgünstiger als eingelegte
Bitumenmatten – die klassische Variante der Dämmtechnik; Geräuschund Vibrationslevel blieben minimal.
Weitere Anwendungen liegen im
Traktoren-, Trailer- und Wohnwagenbau: Die Klebe- und Dämmtechnik muss für diese Einsatzzwecke hohen Belastungen im Dauereinsatz widerstehen, zum Beispiel in
Fahrerkabinen Lärm und Vibrationen verringern oder Feuchtigkeit
dauerhaft abhalten. Die Losgrößen
seien hier meistens deutlich kleiner
als in der Automobil-Großserienfertigung. „Wir entwickeln deshalb verstärkt Systeme für den manuellen
Auftrag von Kleb- und Dichtstoffen
und für kleinere Materialmengen“,
so Sörensson.
Dazu gehört unter anderem ein Ein-
Schallisolierungen in
Form von spritzbaren
Dämmmassen lassen
sich schnell und präzise auftragen und sind
preisgünstiger als
eingelegte Bitumenmatten
stiegssystem für manuellen Klebstoffauftrag. Ebenfalls im Programm: eine komplett ausgestattete
Kompaktzelle mit Fasspumpe, Dosierer, Steuerung, Roboter und optional Vision-System für automatisierte
Applikationen etwa bei AutomobilZulieferern.
SCA Schucker GmbH & Co. KG
www.sca-solutions.com
WKT stellt aus hochfesten faserverstärkten Kunststoffen widerstandsfähige, korrosionsbeständige und
elektrisch-isolierende Teile her, die
in elektrischer Energietechnik, Medizintechnik, Bahntechnik und
Flugzeugbau zum Einsatz kommen. Ein Kuka Kleinroboter KR
Agilus automatisierte in Geeste die
Fügeprozesse für Kunststoff-Gewindeschrauben.
Das Montieren und Verkleben verschiedener Kunststoffkomponenten steht
bei WKT am Anfang eines jeden Produkts. Ein Beispiel ist das Zusammenfügen der drei Komponenten Mutter,
Gewindestange und Unterlegscheibe
zu einer vielseitig einsetzbaren Kunststoff-Gewindeschraube für diverse Gewindegrößen und -längen.
Da duroplastischer Kunststoff nicht
verschweißt werden kann, verbindet
ein spezieller Kleber die Bauteile. Ein
Arbeitsschritt, der höchste Präzision
verlangt. Ziel von WKT war es daher,
diesen Arbeitsschritt zu automatisieren, um die Fehlerquote auf null Prozent zu reduzieren und zudem die
Bei Anfahren und Stopp erheblich exakter als andere Lösungen
Robotik und Kleben vereint
Kuka und Reis führen in der Robotstar VI-Steuerung alle wichtigen Klebe- und Robotik-Funktionen zusammen. „Bisher wurde der Roboter getrennt von Klebeparametern wie
Pumpendruck, Ventilsteuerung, Heizung, Vorlauf, Spülschüssen und
-mengen programmiert“, erläutert
Dr. Volker Wünsch, Verkauf Technology Solutions bei Kuka Industries. „Neben dem höheren Zeitbedarf bei der Programmierung war daher auch die Reaktion stets etwas
langsamer.“ In einer neuen Software-
oberfläche bringt das Reispad nun alle Funktionen zusammen. Damit ist
man beim Anfahren und beim Stopp
erheblich exakter. Alle Beschichtungsparameter können sogar im
laufenden Betrieb angepasst werden.
Zudem wird bei einer Steigerung der
Robotergeschwindigkeit
automatisch auch die Dosiermenge des
Klebers gesteigert.
Kuka Industries
www.kuka-industries.com
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Da duroplastischer
Kunststoff nicht verschweißt werden
kann, verbindet ein
spezieller Kleber die
Bauteile
terlegscheibe hinzugefügt. Dazu
nimmt der Roboter die Scheibe auf
und lässt sie über die Gewindestange
auf die Mutter hinabrutschen. „Mit
dem erfolgreichen Zusammenspiel
von Roboter und Eindrehvorrichtung
kann die Gewindeschraube innerhalb
kürzester Zeit ohne aufwändige Umrüstung gefertigt werden“, so Wernemann.
Mittels Kameratechnik ist der Roboter
in der Lage, das Produkt selbstständig
zu kontrollieren. Binnen Sekunden
kann so die Präzision der Arbeit überprüft und zwischen Ausschuss oder
Gutteil unterschieden werden, bevor
der Roboter die fertige Schraube aus
der Haltevorrichtung nimmt und in
die Aushärtevorrichtung einlegt.
Wernemann ist mit der Automatisierung zufrieden: „Der Roboter kann in
unserer Produktion sehr individuell
eingesetzt werden. So können wir Produktanpassungen oder Veränderungen im Produktionsablauf einfach umsetzen.“ Hinzu kommt der Einsatz der
Kameratechnik, die zu 100 Prozent
qualitätssichernd ist. „Eine Erfolgsquote, die mit manuellen Lösungen
nicht erzielt werden könnte.“
Produktivität zu steigern. „Für das Fügen und Verkleben unserer Produkte
brauchten wir eine Lösung, die projektbezogen eingesetzt werden kann.
Im Kleinroboter aus Augsburg sahen
wir den perfekten Produktions-Partner“, erläutert Geschäftsführer Thomas Wernemann.
WKT entschied sich für den KR 6 R900
sixx mit einer Traglast von sechs Kilogramm und einer Reichweite von rund
900 Millimetern. Mit seiner Schnelligkeit und hohen Präzision kann der
Agilus auch kleine Bauteile wie Unterlegscheiben schnell aber genau auf einem Bauteil platzieren. Zudem ist das
kompakte System aus Roboter samt
zugehöriger Steuerung KR C4 auf
kleinstem Raum einsatzfähig. Ein Vorteil, von dem gerade kleinere Unternehmen profitieren.
Die Inbetriebnahme bei WKT erfolgte
im März 2014. Dort nimmt der Kleinroboter zunächst eine Vier- oder
Sechskantmutter auf und positioniert
sie in der Haltevorrichtung. Die anschließend aufgegriffene Gewindestange wird angefast, um 180 Grad gewendet und an der unteren Seite mit
Kleber versehen. Das mit Kleber versehene Ende der Gewindestange wird
dann kraftmomentgeregelt in die Mutter eingeschraubt.
In einem letzten Schritt wird die Un-
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Nr. 4 / April 2015
Seite 10
Roboter übernimmt Platinen-Handling beim Kontaktieren von Leiterplatten
Vollautomatisiertes Kleben statt Löten
spart der Elektronikindustrie Kosten
Kleben statt Löten – mit diesem
Prinzip spart der Maschinenbauer
Fichter in der Elektronikindustrie
Energie und Material. Herzstück
der vollautomatischen Variante ist
ein Motoman-Handlingroboter von
Yaskawa.
Üblicherweise erfolgt das Kontaktieren von flexiblen Leiterplatten auf
Steckerleisten, Platinen oder DisplayElementen mittels eines aufwändigen
selektiven Lötprozesses. Fichter, Spezialist für Fügen, Kleben, Laserschweißen und Ultraschallschweißen, setzt stattdessen einen elektrisch leitfähigen Kleber ein und spart
so Energie und Material.
Die technische Umsetzung der Idee
erforderte jedoch ein hohes technisches Knowhow: Ergebnis der
mehrjährigen Entwicklungsarbeit ist
eine kompakte Anlage mit 60 mal 80
Zentimetern Grundfläche. Durch die
geringe Baugröße lässt diese sich einfach in Montagelinien integrieren.
Außerdem ist die Anlage gut auf
wechselnde Produkte umrüstbar. Im
Betriebsablauf wird sie manuell mit
Platinen und Leiterfilmen bestückt.
In der Zelle trägt zunächst ein Jetventil den Leitklebstoff punktförmig auf
jede einzelne Platine auf. Nach diesem Dosiervorgang wird der Leiterfilm auf dem Klebstoff positioniert.
Abschließend presst die Maschine die
Platine, wobei die Klebestelle mit einem elektrischen Heizelement ausgehärtet wird.
Während des gesamten Prozesses
sitzt das Teil auf einem Schiebeschlitten, der es in die jeweils richtige Position bringt. Je nach Anwendung und
Durchsatz ist der Kleben- statt LötenProzess teil- oder vollautomatisch
realisierbar. Die typische Zykluszeit
beträgt bei der vollautomatischen
Version rund 12 bis 15 Sekunden. Bei
der teilautomatischen Lösung sind es
25 bis 35 Sekunden. Beide Versionen
sind ausgelegt auf Bauteilgrößen bis
zu 60 mal 100 Millimeter.
Der zentrale Unterschied zwischen
teil- und vollautomatischer Ausführung ist ein Knickarmroboter. An
verschiedenen Punkten des Prozesses führt er bei der vollautomatischen Lösung selbstständig Handlingaufgaben aus, die sonst von
Hand erledigt werden müssen: So
greift sich der Roboter die Platine zu
Beginn der Bearbeitung und legt sie
exakt in die dafür vorgesehene Teileaufnahme des Schiebeschlittens.
Später übernimmt er die Positionierung des Leiterfilms. Und nach der
Bearbeitung legt der Roboter die
Baugruppe in einem Schacht ab zur
späteren Entnahme.
„Roboter lassen sich viel flexibler
nutzen als herkömmliche 2-Achs-Systeme“, begründet Sibylle Stiedl, zuständig für den Vertrieb, den Robotereinsatz. „Damit können sie insbesondere für neue Aufgaben eingesetzt
werden, die bei Anschaffung der Anlage noch gar nicht feststanden.“
Dabei haben sich die Fichter-Experten für einen Sechsachser aus der
MH-Serie entschieden. „Diese Roboter sind qualitativ sehr hochwertig
bei relativ geringen Kosten“, begründet Stiedl, die bei Fichter auch das
Controlling verantwortet, die Wahl.
„Außerdem sind sie schnell und einfach zu programmieren.“
Innerhalb des breiten Motoman-Portfolios fiel die Wahl konkret auf den
Roboter MH5. Dafür sprach vor allem
seine kompakte Bauweise. Dabei bietet er eine Tragkraft von 5 kg sowie einen vergleichsweise großen Arbeitsraum von über 700 mm. Die Leitungen für Strom und Druckluft verlaufen bei den Robotern der MH-Serie innerhalb des Roboterarms. Diese integrierte Medien- und Luftzuführung
maximiert die Anlagenzuverlässigkeit, verringert Störquellen und vereinfacht die Programmierung.
In der vollautomatischen Ausführung
der Zelle führt ein Knickarmroboter
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Für den MH5 sprach vor allem seine
kompakte Bauweise
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www.ja2-gmbh.de
Nahfeldfunk liest Vakuumdaten aus
Smart Field Devices für die vernetzte Produktion entwickelt Schmalz: Neben Greifern mit integrierter
Energie- und Zustandsüberwachung sind das Vakuum-Erzeuger, die Prozessdaten erfassen, analysieren
und in die Leitebene kommunizieren. Das Compact
Terminal SCTMi zum Beispiel bindet mehrere Ejektoren an einen Universalgreifer an. Das Vakuum-Terminal gibt es nun mit
integrierter Nahfeld-Funktechnologie NFC. Damit lassen sich Prozess-Parameter über ein mobiles Endgerät auslesen und steuern, zudem kann
der Anwender auf Fehlermeldungen sofort reagieren. www.schmalz.com
Schwere Teile drehen und kippen
Der Dreh-Kipp-Manipulator Centrick von Schreiber bringt
Werkstücke bis 2000 kg stets in eine ergonomisch passende Arbeitsposition zum Montieren. Zwei spiegelbildlich
angeordnete Gelenkarme kippen das Werkstück um eine
virtuelle Achse, ohne dass sich der Schwerpunkt der Anordnung gravierend verschiebt. Dadurch bleibt die Aufstellfläche des Manipulators gering, und das Werkstück
lässt sich an allen Seiten bearbeiten. Durch die geschickte Ausnutzung
der Lastverhältnisse arbeitet Centrick sparsam und ist auch unter voller
Beladung äußerst standfest. Mit Rollen lässt er sich sogar einfach an seinen Einsatzort schieben.
www.schreiber-filderstadt.de
Pressenmodul für den Roboterarm
Ein neues Leichtbau-Pressenmodul von Promess
eignet sich für den Einsatz direkt am Roboterarm.
Mechanik und Elektrik wurden dafür speziell angepasst. Die Einheit besitzt ein Gehäuse aus Aluminium und erreicht mit dem Gestell ein Gewicht
von nur 49 kg. Das geschlitzte Gestell ermöglicht
die parallele Aufbiegung unter Nennlast, die Auffederung wird durch die Steuerung kompensiert.
Das Fügemodul hat eine Nennlast von 25 kN, einen Hub von 350 mm
und verfährt mit 200 mm/s.
www.promessmontage.de
mehr online unter: www.automationspraxis.de
Elektrische Aktuatoren
für Ihre Automation
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IAI Industrieroboter GmbH • Ober der Röth 4 • 65824 Schwalbach/Taunus
Tel.: 06196/8895 - 0 • Fax: - 24 • E-Mail: [email protected] • www.IAI-GmbH.de
mit
Schrittmotoren
Nr. 4 / April 2015
Handhabung & Montage
Seite 11
Präzises Einlegen des Ölkanal-Einsatzes in die Gussform bereitete das meiste Kopfzerbrechen
Maßgeschneiderte Greifsysteme
automatisieren Druckgussproduktion
Das walisische Unternehmen Castalum stellt Hochdruck- und Pressformteile her. Für einen neuen VWAuftrag lieferte die Zimmer Group
maßgeschneiderte Greifersysteme
für die Roboterzellen. Seit über
fünf Jahren sind die Rheinauer
Hauptlieferant für Castalum und
haben über 15 Systemlösungen in
enger Zusammenarbeit realisiert.
Die Druckgussproduktion findet in
Welshpool vollständig in Fertigungszellen statt, wobei jede Zelle ein
komplettes
Fertigungsprogramm
von der Metallschmelze über Spritzguss und Roboterhandling bis zur
Fertigbearbeitung enthält und verpackungsfertige Teile liefert.
2012 konnte sich Castalum den bisher größten Auftrag in seiner Geschichte sichern. Das Projekt umfasste zwei Komponenten für eine
globale Volkswagen-Plattform: Hergestellt werden recht große Gussteile
mit einem Gewicht von 6 kg (für den
Träger) und 3 kg (für die Abdeckung). Die Abdeckung sollte mit einer 2-fach-Guss-Form und der Träger
als Einzelguss hergestellt werden.
Der Träger sollte laut Kundenwunsch ferner einen Einsatz enthalten, um einen Ölkanal einzubringen
und so die Zykluszeiten für die Innenbearbeitung zu reduzieren. Dies
war der schwierigste Teil des Projekts. Die exakte Positionierung und
Entfernung des Einsatzes mit perfekter Zeitsteuerung waren ausschlaggebende Faktoren, um hohe Ausschussmengen zu vermeiden. Andere Lieferanten waren an der Aufgabe
gescheitert.
chen, nachdem die Produktion der
beiden Teile zuvor 12 Monate erfolglos versucht worden war.
Die Greifexperten arbeiteten während des Projekts eng mit Castalum
zusammen. Die Verantwortlichen loben insbesondere die technischen
Fähigkeiten der Rheinauer zur Entwicklung eines maßgeschneiderten
Greifers für diese äußerst spezifische
Anwendung in einer rauen Gießereiumgebung.
Vom Konzept bis zur Abnahme vergingen nur 18 Wochen, nachdem
die Produktion der zwei Teile zuvor
12 Monate erfolglos versucht wurde
Zimmer Group
www.zimmer-group.de
Hannover Messe Halle 17, Stand E38
KEEP IT SIMPLE.
BUT SMART.
DER EPSON LS
Wenig investieren, viel gewinnen:
Der Industrieroboter Epson LS punktet sowohl
durch seine Leistung als auch durch die extrem
günstigen Anschaffungs- und Betriebskosten.
Zelle erfordert verlässliche und
genaue Handhabungstechnik
Darüber hinaus verlangte Castalum,
dass die Zelle von nur einem Bediener gefahren werden sollte. Man war
sich bewusst, dass die Zelle eine verlässliche und genaue Handhabungstechnik erfordern würde. Daher
wandte man sich erneut an die Zimmer Group für die Lieferung von
zwei maßgeschneiderten Greifersystemen für die beiden Roboter.
Zu den Aufgaben des Primärroboters
gehört die Aufnahme des Einsatzes
und Einlegen in die Druckgussform,
das Entfernen des Teils aus der
Druckgießmaschine und die Beschickung für das Entgraten sowie
schließlich das Be- und Entladen der
Kühlvorrichtung.
Der Robotergreifer zum Einlegen der
Einsätze und Entnahme des Trägers
aus der Form wurde mit zahlreichen
Funktionen ausgestattet. Die integrierte Absteckung zum Positionieren an der Druckgussform sorgt im
Zusammenspiel mit einem Achsausgleich für höchste Positionierungsgenauigkeit. Für das Positionieren
des Einsatzes wurde der Roboter so
programmiert, dass er nur über eine
bestimmte Schublänge arbeitet. Bei
Widerstand gegen die Schubbewegung, wird der Prozess angehalten.
Zudem wurde ein zweiter Roboter installiert, der das abgegratete Gussteil
aus der Presse entfernt, die Ausstoßvorrichtung zur kontrollierten Entnahme des Einsatzes belädt und das
Rohgussteil in den Arbeitsbereich des
Bedieners zuführt. Vom Konzept bis
zur Abnahme vergingen nur 18 Wo-
Inklusive Epson RC90 Steuerung
und Entwicklungssoftware RC+.
Mit seinen 4 Achsen kann der Epson LS mehr als lineare
Bewegungen, er ist flexibel und einfach im Handling.
Smart ist auch die Bestellung.
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Handhabung & Montage
Nr. 4 / April 2015
Seite 12
Düsen und Komponenten müssen im Montageprozess genau identifiziert werden
Handmontage von Inkubatoren für das Anzüchten von Zellen
Injektordüsen mit RFID automatisch montiert
Hub- und Drehmodul sorgen
für ergonomische Montageplätze
Um bei der Montage von Injektordüsen für Einspritzanlagen die Anforderungen an Präzision und Wiederholgenauigkeit zu erfüllen,
müssen die Düsen und ihre Komponenten im Prozess genau identifiziert werden. Dazu setzt Sondermaschinenbauer Sonplas auf
Turcks RFID-System BL ident und
uprox+ Näherungsschalter.
Die Montage von Injektordüsen ist
komplex, denn die einzelnen Bauteile einer Düse (Spitze, Nadel oder Feder) können nicht einfach auf eine
andere Düse getauscht werden, da
die Komponenten exakt vermessen
und aufeinander abgestimmt sind.
Ende 2012 erhielt der Straubinger
Sondermaschinenbauer Sonplas den
Auftrag, zwei Maschinen zur Montage solcher Injektordüsen zu bauen.
„Das Besondere an den Maschinen
ist, dass wir vor jeder Montagestation immer messen und dann abhängig von dieser Messung das Werkstück bearbeiten“, erläutert SonplasVertriebsleiter Hermann Pankofer.
So wird zum Beispiel die Feder des
Injektors nicht einfach auf die Nadel
gesteckt, sondern die Kraft der Feder
erst vermessen und dann entsprechend der Messergebnisse aufgepresst. Das Ganze muss unter 1
Mikrometer genau passen, denn
Stärke und Sitz der Feder wirken sich
im Motor auf das Einspritzverhalten
aus. Daher wird die Höhe der Feder
bei einer definierten Gegenkraft geprüft.
Das komplexe Zusammenspiel von
Messungen und Montageprozessen
erfordert, die entsprechenden Messdaten eindeutig zuordnen zu können.
„Jedes Bauteil wird daher nachverfolgt, nicht nur die Injektordüse als
Ganzes, sondern auch jedes Einzelteil für sich“, sagt Projektleiter Manuel Lehner. Um die Bauteile einer Düse
zuzuordnen, fahren sie auf dem eigens für die Anlage optimierten
Werkstückträger mit, der für jedes Injektorbauteil einen Platz bietet.
An jeder einzelnen Station des
Montagebands
sitzen RFIDSchreibleseköpfe und uprox+
Näherungsschalter von Turck
RFID-Reader lesen dann die Datenträger aus, die an jedem einzelnen
Werkstückträger montiert sind. Dafür
suchte Sonplas ein RFID-System, das
platzsparend in der Maschine montiert werden kann. „Hohe Schreibleseabstände waren weniger das Problem, aber der Tag musste direkt auf
das Aluminium des Werkstückträgers
montiert werden können“, präzisiert
Lehner die Anforderungen.
Im Portfolio des Turck-RFID-Systems
fand sich der ideale Tag: Die Datenträger TW-Q25L12,5-M-B128 – nicht
viel größer als ein Daumennagel – erfüllen alle Vorgaben. Als Schreibleseköpfe sind elf Geräte in M18-Gewindebauform vom Typ TN-M18-H1147
in jeder Maschine verbaut.
Zum Überprüfen der richtigen Werkstückträger-Position zum Lesen der
Datenträger suchte Sonplas zudem
induktive Sensoren als Initiatoren.
Gefragt war ein kompakter Schalter
mit hohem Schaltabstand auf Aluminium. Mit diesem Anforderungsprofil
kam nur ein uprox+ Sensor in Frage.
Denn andere Näherungsschalter
schaffen es nicht, einen so hohen
Schaltabstand auf Aluminium zu garantieren. In jeder der beiden Montagemaschinen verbaute Sonplas 56
Sensoren des Typs NI4U-EG08-AP6X.
Sie erkennen die Werkstückträger am
Band und steuern Stopp- und Positioniervorgänge, um einen Stau auf der
Anlage zu vermeiden.
„Dass der Turck-Sensor Aluminium
so gut erkennt, war für uns ein großer
Vorteil. Die Bearbeitung eines Werkstückträgers aus Stahl wäre viel aufwändiger gewesen“, so Lehner. Auch
das Gewicht der Werkstückträger auf
dem Transportband wäre bei einer
Stahlausführung zu hoch gewesen.
Die Prüfdaten an den einzelnen
Messstationen werden über die RFIDSchreibleseköpfe mit der Identifikationsnummer auf den Datenträgern
verknüpft und in einer Datenbank abgelegt. Mit dem BL67-Gateway gelangen die Daten über Profibus zur Datenbank der Maschine.
„Die Herausforderung bei dieser Maschine lag darin, im Zusammenspiel
der hochpräzisen Messungen mit den
ebenso präzisen Montagen eine Toleranz unter einem Mikrometer einzuhalten. Und das wiederholbar in einer laufenden Produktionsanlage“,
sagt Lehner: „Dabei müssen wir uns
auf jede verbaute Komponente – und
natürlich auch auf jeden Sensor – zu
100 Prozent verlassen können.“
Hans Turck GmbH & Co. KG
www.turck.com
Hannover Messe Halle 9, Stand H55
Für die Montage von Begasungsbrutschränken hat der Labortechnikanbieter Thermo Fisher Scientific mit Modulen von Roemheld eine ergonomisch gestaltete Fertigungslinie entwickelt. Neben der
gesundheitsschonenden Arbeitsplatzgestaltung steht die Sicherung der Qualität im Vordergrund.
Alle Arbeitsplätze bestehen aus einem
elektronischen Hubmodell Shop-Floor,
das mittels eines Handtasters hochund heruntergefahren wird, und einem Drehmodul, das über zwei Fußschalter bedient werden kann
Die Inkubatoren des Typs Heracell
Vios dienen dem Anzüchten von Zellen in Nährkulturen und werden in
Universitäten,
Forschungslaboren
und der Industrie eingesetzt. Bei der
Entwicklung der Montagearbeitsplätze arbeitete Thermo Fisher Scientific
mit den Experten für Montage- und
Handhabungstechnik aus Laubach
zusammen. Deren Modulog-Programm umfasst zahlreiche Module,
mit denen sich die optimale Lage von
Montageobjekten herstellen lässt.
Bei der Planung der Handmontage
lag Betriebsmittelkonstrukteur Stefan
Kämmerer besonders die Ergonomie
am Herzen. Denn die frühere Inkuba-
tor-Baureihe wurde zwar an höhenverstellbaren Tischen montiert, aber
die rund 20 Kilogramm schweren Modelle mussten ohne Hilfsmittel von
Hand gewendet werden. „Deshalb
war die Vormontage der Innenbehälter körperlich anstrengend“, so Kämmerer. Das sollte bei der aktuellen
Baureihe besser werden.
Das an der Vorderseite offene Innengehäuse ist bei der 160-Liter-Schrankvariante etwa 700 mm hoch und 450
mm breit. In der Vormontage beklebt
ein Mitarbeiter alle fünf Seiten mit
Heizungsfolien, hierzu muss der Behälter mehrfach gedreht werden. Außerdem müssen ein Sensor und eine
Halterung montiert werden. Der Vorgang dauert etwa 45 Minuten.
Für die Montage der Begasungsschränke konzipierten Kämmerer
und Pergande eine Linie aus vier ähnlichen, hintereinander angeordneten
Montagearbeitsplätzen. Auf zwei von
ihnen können auch die größeren Inkubatormodelle montiert werden.
Alle Arbeitsplätze bestehen aus einem elektronischen Hubmodul ShopFloor mit 200 mm Hub, das über einen Handtaster hoch- und heruntergefahren werden kann, und einem
Drehmodul. Dieses verfügt über Indexierungen, die in 45°-Schritten manuell gelöst werden können. Hierzu
gibt es zwei Fußschalter, die dem
Monteur das Lösen ermöglichen, ohne dass er um den längs liegenden Behälter herumgehen muss.
Mit dem Ergebnis der Arbeitsplatzgestaltung sind alle Beteiligten zufrieden. Pergande lobt die Ergonomie
ebenso wie die sichtlich verbesserte
Produktqualität: „Durch die eindeutige Lagefixierung und das definierte
Handling mit Hilfe der 45-Grad-Indexierungen ist die Gefahr von Beulen
im Behälter spürbar gesunken.“
Römheld GmbH
www.roemheld.de
Hannover Messe Halle 16, Stand G18
Automatischer und flexibler Niveauausgleich
Höhenausgleichseinheit
sorgt für mehr Ergonomie
Die Qualität eines Roboters
zeigt sich in der Zusammenarbeit
mit Menschen.
Man and Machine
www.staubli.com/robotik
Roboter als Partner des Menschen.
Roboter sollen Mitarbeiter nicht ersetzen, sondern einfach und
intuitiv mit ihnen zusammenarbeiten. Ganz in diesem Sinne arbeiten
Stäubli Roboter schnell, präzise und sicher, aber in erster Linie
Hand in Hand mit Menschen.
Stäubli Tec-Systems GmbH, Theodor-Schmidt-Str. 19, D-95448 Bayreuth/Germany, Tel. +49 (0) 921 883 0
Staubli ist eine Marke von Stäubli International AG und ist in der Schweiz und anderen Ländern registriert. © Stäubli, 2015
„Man and Machine“ ist eine registrierte Marke von Stäubli International AG
2015
13. – 17. April
d B18
Halle 17, Stan
Die HAE passt sich automatisch an individuelle Bedingungen an und schont so die Gesundheit der Mitarbeiter
Eine Höhenausgleichs-Einheit (HAE) sorgt bei den
Transfersystemen von Stein für einen automatischen Niveauausgleich zwischen unterschiedlichen Arbeitshöhen. Da die HAE höhenverstellbare Arbeitsplätze individuell anfährt, verbessert sie die Ergonomie des
Montageplatzes. Beispielsweise können Mitarbeiter sitzend oder stehend montieren. Die HAE überwindet einen Höhenunterschied von maximal 400 Millimetern
und ist in zwei Versionen erhältlich: Die fest eingestellte Hubhöhe ist geeignet, wenn die Arbeitsplatzbedingungen zwar unterschiedlich sind, aber konstant bleiben. Eine zweite flexiblere Variante passt sich stufenlos
an variabel einstellbare Arbeitshöhen an. Darüber hinaus gleicht die Komponente baubedingte Höhenunterschiede im Boden der Montagehalle aus.
Stein Automation GmbH & Co. KG;
www.stein-automation.de
Nr. 4 / April 2015
Branchenfokus Medizin
Seite 13
Kompakte Einheit aus Handlingroboter und Werkstückspeicher
Sonderpalettierer für die Montage pharmazeutischer Produkte
Produktiv durch die Geisterschicht
Sauber und gezielt zugeführt
Schon seit Ende der 90er Jahre unternimmt der Medizintechnik-Hersteller Tontarra erste Schritte zur
Automatisierung. Das zunächst
eingesetzte Palettensystem hatte
aber den Nachteil, dass man für eine Produktion von mehr als 12
Stunden eine sehr große Anzahl an
Paletten mit Vorrichtungen benötigte. Mit der Flexcell Uno von
Chiron fand man die ideale Lösung
für das hauptzeitparallele Be- und
Entladen.
Ab 2008 wurde bei dem Hersteller
chirurgischer Instrumente der erste
fahrbare Roboter eingesetzt. Dieser
bestückte drei Maschinen mit Paletten und eine Maschine mit Einzelteilen, welches die Anzahl der Vorrichtungen drastisch reduzierte.
Durch die Einzelbestückung tauchte
ein neues Problem auf: Da der Greifer
nur bestimmte Formen fasste, und die
Rohware sehr unterschiedliche Abmaße besaß, wären somit nur zwei
bis drei Sorten von Instrumenten
greifbar gewesen. Deswegen konstruierte Tontarra eine Rohware, welche
von den Abmaßen für über 100 verschiedene Modelle passend ist.
Auf der Suche nach der optimalen Lösung wurden 2013 und 2014 neue
Chiron Maschinen mit Flexcell Uno
angeschafft. Bei diesen Systemen ist
es nun möglich, eine reine EinzelteilBestückung durchzuführen. Die Zellen besitzen einen Werkstückspeicher mit Tableaus, welcher hinter die
Automatisierungszelle angebunden
ist. Die Rohware wird hierbei auf die
Tableaus gelegt, welche bis zu 16 Einzelteile fassen kann.
Der Handlingroboter zieht eine der bestückten Paletten aus dem System,
nimmt sich zwei Teile von dem Tableau und legt diese in die Vorrichtung
der Maschine. Nach Abschluss der
Zerspanung entnimmt der Handlingroboter die gefrästen Teile und legt
diese wieder in dem Tableau ab. Dadurch war es möglich, mit einer Vorrichtung, die speziell für diese Maschi-
Um pharmazeutische Produkte automatisiert zu montieren, setzt
Gerresheimer auf einen Sonderpalettierer von IEF-Werner. Dieser erreicht kurze Taktzeiten, lässt sich
unter Reinraumbedingungen betreiben und wurde reibungslos in
die Produktionslinie integriert.
Die Maschine hat ein integriertes
Messsystem, das die Qualität der in
der Geisterschicht produzierten Ware
garantiert
ne angefertigt wurde, über 24 Stunden
durch zu fertigen.
Die Maschine hat ein integriertes
Messsystem, das die Qualität der in
der Geisterschicht produzierten Ware
garantiert. Ist ein Werkzeug verschlissen, erkennt das die Maschine und ersetzt das Werkzeug automatisch. Ein
weiterer Vorteil der Flexcell Uno Zellen ist, dass man unterschiedliche Modelle fräsen kann; es ist also zum Beispiel möglich, zehn 3-mm-Stanzen
und zehn 4-mm-Stanzen ohne Rüsten
über Nacht zu fräsen.
Der große Vorteil dieser Automatisierung ist, dass die Mitarbeiter in einem
Einschichtmodell arbeiten und man
trotzdem 2,5 Schichten produzieren
kann. Durch die hohe Zahl der Einlegeteile, welche die Tableaus fassen,
kann man, wenn es nötig ist, auch
samstags und sonntags mannlos
durchfertigen. Dabei sind nur geringe
Nachbestückungen nötig.
Tontarra Medizintechnik GmbH
www.tontarra.de
Gerresheimer produziert mit rund
11 000 Mitarbeitern in mehr als 40
Werken ein breites Angebot an pharmazeutischen Verpackungen sowie
Produkte zur Verabreichung von Medikamenten. In Millionenauflagen
produziert das Unternehmen hoch
automatisiert sieben Tage pro Woche
rund um die Uhr die verschiedenen
kundenspezifischen Kunststoffsysteme. „Die komplette Fertigungskette
vom Spritzgießen über die Montage
und Prüfung bis zur Verpackung erfolgt in Reinräumen der ISO-Klasse
8“, sagt Eduard Maier, Projektleiter
am Standort Wackersdorf.
„Gerresheimer hat bereits mehrere
unserer Sonderanlagen erfolgreich
im Einsatz“, erklärt Stefan Deck,
Produktmanager für Transfer- und
Palettiersysteme bei IEF-Werner in
Furtwangen. „Dabei handelt es sich
um autarke Zuführ-, Montage- und
Palettiersysteme.“ Für den Zusammenbau der Produkte mussten die
Spezialisten bei der Palettierlösung
noch einen Schritt weitergehen.
Denn die Anlage sollte sich nahtlos
in die bereits geplante Montagelinie
einfügen und dabei an einen Rundschalttisch integrieren lassen. Der
Palettierer soll Komponenten zeilenweise in Trays mit den Maßen 350 x
470 Millimeter einsetzen.
„Für diese Anwendung werden spezielle Einmal-Trays gewählt“, betont
Deck. Diese sind extrem dünn und
nicht sehr formstabil, müssen aber
trotzdem automatisch prozesssicher
verarbeitet werden. „Das stellte eine
Herausforderung in Bezug auf Stapelverhalten,
Greifmöglichkeiten,
Stabilität und auch Vereinzelbarkeit
Die Schublade
mit den Leertrays: Erst wenn
diese geschlossen ist, kann der
Sonderpalettierer starten
dar“, erklärt der Produktmanager.
Weiterhin musste ein schonendes
Handling der medizinischen Komponenten gewährleistet sein – und
das unter Reinraumbedingungen
(Klasse 8).
Die Schublade des Palettierers fasst
50 Leertrays und wird von einem
Mitarbeiter bestückt. Aus dieser entnimmt eine servogesteuerte Entstapeleinheit das erste Tray, verfährt damit auf der Y-Achse und platziert es
über ein Shuttle, wo es mit einer Abstreifeinheit gelöst wird.
Das Shuttle positioniert es nun direkt
unter einen Vierfach-Sauggreifer mit
Dreheinheit. Dieser entnimmt vier
Baugruppen aus dem Übergabenest,
dreht diese um 90 Grad und setzt sie
in das leere Tray zeilenweise ab – insgesamt werden so elf Zeilen mit je
acht Baugruppen gefüllt.
Währenddessen wird ein weiteres
Tray vereinzelt und einem zweiten
Shuttle übergeben, der dieses in eine
Stapelposition fährt. Dort wird das
leere Tray als Deckel auf die bestück-
te Palette gesetzt. Dann wird das
noch leere Tray ebenfalls befüllt und
mit einem weiteren leeren Tray als
Deckel versehen. Der Stapel, der nun
aus einem leeren und zwei befüllten
Trays besteht, wird auf eine Pufferbandstrecke gesetzt und direkt zur
Verpackungsstation befördert.
„Dafür haben wir unser Transfersystem Posyart gewählt“, erklärt Deck.
Denn mit diesem flexiblen und präzisen Baukastensystem lassen sich
so gut wie alle Aufgaben im Transfer-, Montage- und Logistikbereich
lösen. „Für den Sonderpalettierer
haben wir auf Kundenwunsch eine
Siemens S7-Steuerung gewählt, die
mit einem Bediengerät vom Typ
TP700 ausgestattet ist“, erklärt
Deck. Zudem kommt ein modularer
Servoantrieb Sinamics S120 zum
Einsatz. Zur Kommunikation mit der
Anlage ist der Palettierer mit einer
Profinet-Schnittstelle ausgerüstet.
IEF-Werner GmbH
www.ief-werner.de
Schnelle Entnahme von COP-Kunststoffteilen
Integrierte Spritzgusszelle
Auf Basis einer vollelektrischen S-2000i 100B Roboshot-Spritzgießmaschine von Fanuc hat Hahn Automation seine Mastershot-Zelle für die schnelle Entnahme von COP-Teilen entwickelt.
Nicht zufällig werden in der Mastershot-Zelle medizintechnische Teile gefertigt: Denn wo Qualität und Zuverlässigkeit bei kurzen Zykluszeiten gefragt sind, spielt
die Zelle ihre Stärken aus. Gefertigt wird ein Spritzenkörper aus transparentem COP-Kunststoff, der oft als
hochwertiger Glasersatz verwendet wird.
Die hohe Integrationsdichte dieser Fertigungszelle ist
auf den konsequenten Einsatz von Equipment aus Neuhausen zurückzuführen, ebenso wie auf das breite System-Knowhow von Hahn. Deren Entnahmegerät Proline
wird von extrem schnellen Servomotoren angetrieben
und von einer Power Motion-CNC gesteuert. Von den
Gelben kommt auch die Roboshot S-2000i 100B inklusive CNC-Steuerung. Die Schließkraft der vollelektrischen
Spritzgießmaschine beträgt 1000 kN.
Das Zweifach-Werkzeug mit Servoabstreifplatte für diese Applikation steuert das Bahlinger Unternehmen Männer bei. Männer ist spezialisiert auf die Entwicklung
und Fertigung von Präzisionsformen, Heißkanal- und
Mikrospritzgieß-Systemen. Zum Konzept der Mastershot-Zelle gehört es, dass der Kunde hinsichtlich Ausstattung nichts selbst organisieren muss. Er bekommt
das komplette System aus einer Hand – wenn er will.
Fanuc Deutschland GmbH
www.fanuc.eu
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Produktivität erhöhen
ohne Kostensteigerung.
Produkte, Systeme und Dienstleistungen von ABB steigern die Produktivität und Energieeffizienz einer Vielzahl von Industrieprozessen. In arbeitsintensiven Anwendungsbereichen
liefern unsere Roboter, Antriebe und Servomotoren Höchstleistungen – hygienisch einwandfrei, flexibel und stets zuverlässig. Automatisierungstechnik von ABB erhöht die
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Branchenfokus Medizin
Nr. 4 / April 2015
Seite 14
Medizintechnik-Produkte dauerhaft kennzeichnen – sicheres Greifen, ohne Spuren zu hinterlassen
Hochpräzise Medizintechnikteile reproduzierbar fertigen
Roboter beschriftet Keramikteile für
künstliche Hüftgelenke mit Laser
Automationseinstieg
leicht gemacht
Die dauerhafte Kennzeichnung
medizintechnischer Produkte
schafft Sicherheit bei Rückverfolgung und Haftungsfragen. Eine
flexible, roboterbasierte Laseranlage von Zeltwanger kennzeichnet
Produkte mit komplexen Geometrien und anspruchsvollen
Werkstoffen vollautomatisch,
schnell und sicher.
Sistro fertigt hochpräzise Medizintechnikteile. Um die hohen Anforderungen der Kunden weiter bedienen zu können, wagten die Österreicher gemeinsam mit GF Machining Solutions den Einstieg in
die Automation.
Die flexible, roboterbasierte Laseranlage kennzeichnet Produkte mit komplexen Geometrien
vollautomatisch,
schnell und sicher
Die neueste Anlage des Dußlinger
Unternehmens kennzeichnet Keramikkugeln und -kalotten für Hüftgelenksimplantate mit einem Laser.
Hierzu werden die Werkstücke von
einem Sechsachs-Roboter aus einem
Ein Vakuumgreifer aus
abriebfestem Kunststoff
entnimmt die Werkstücke aus dem Blister, richtet sie aus und bringt sie
mit der zu beschriftenden Fläche in den Laserstrahl
Werkstückträger entnommen und in
den Laserstrahl gehalten, der diese
mit Seriennummer, Herstellerlogo
und Sicherheits-Prüfzeichen kennzeichnet.
„Die komplexe Form der Kugeln und
Kalotten stellt höchste Anforderungen an die Führung durch den Roboterarm“, betont Konstrukteur Ulli
Koch. Eine intelligente Softwarelösung sorgt daher dafür, dass der Laserstrahl stets im richtigen Winkel
auf das Werkstück trifft. Eine Kamera
überprüft abschließend das Ergebnis
und vergleicht es mit den Werten, die
die SAP-Datenbank vorgibt. Erst bei
vollständigem Vorhandensein aller
Bestandteile wird das Teil als i.O. freigegeben.
Eine Herausforderung war dabei die
Greiferfunktion. Ein Vakuumgreifer
aus abriebfestem Kunststoff entnimmt die Teile aus dem Blister, richtet sie aus und bringt sie mit der zu
beschriftenden Fläche in den fixen
Laserstrahl. Auch während der
schnellen Bewegungen muss der
Greifer sicher halten – und trotzdem
dürfen nach dem Ablegen für den anschließenden Messprozess auf der
auf Hochglanz polierten Werkstückoberfläche weder Abrieb noch Kratzer zurückbleiben – denn das würde
die Haltbarkeit beeinträchtigen.
Nur 12 Sekunden dauert der gesamte
Prozess, um die vom Kunden geforderten großen Stückzahlen zu erreichen. Daher kann auch das Ein- und
Ausfahren
der
Werkstückträger
hauptzeitparallel erfolgen. Hierzu
wurde der Zuführkanal laserdicht abgeschottet. Neben Greifen und Führen war auch das Ablegen der Kugeln
auf dem Werkstückträger eine Herausforderung, denn der verfügbare
Raum für den Roboterarm ist sehr
knapp bemessen.
Neun Varianten an hochglanzpolierten Keramikwerkstücken werden von
der Maschine beschriftet. Hierzu bedarf es keiner großen Umrüstung. Lediglich zwei Programmumstellungen
sind per Knopfdruck nötig, um auf eine größere Kugel, eine andere Kalotte
oder einen anderen Werkstoff umzuschalten. Weitere, neue Werkstücktypen mit anderen Geometrien können
im Teaching-Modus sehr einfach eingelernt werden.
Die Maschine ist bereits die zweite,
die die Dußlinger für die Beschriftung
von künstlichen Hüftgelenksteilen
aus Keramik gebaut haben. Eine weitere beschriftet Endoskope auf den
Edelstahlflächen.
Zeltwanger Automation GmbH
www.zeltwanger.de
Hannover Messe Halle 4, Stand E24
„Wir haben uns auf die Entwicklung
und Herstellung von mechatronischen Systembaugruppen und Präzisionsteilen spezialisiert“, berichtet
Günter Höfert, der als Miteigentümer
seit sieben Jahren auch die Geschäftsführung innehat. Sistro beliefert als
Zulieferer
Luftfahrt,
Präzisionsmaschinenbau,
Dichtungstechnik
und Medizintechnik. „Dabei gilt es,
Techniken der Feinmechanik, Elektronik und Montage perfekt miteinander zu verbinden.“
Mit 62 Mitarbeitern auf 3000 m² Betriebsfläche bieten die Tiroler neben
Fräsen, Drehen, Schleifen, Erodieren
und Oberflächenfinish auch Dienstleistungen speziell für die Medizintechnik – etwa Reinigen, Sterilisieren
und Verpacken.
„Nachdem wir früher ausschließlich
Prototypenbau betrieben haben, liegt
unser Schwerpunkt mittlerweile in
der Kleinserienfertigung von Präzisionsteilen mit Losgrößen von 100 bis
500 Stück pro Jahr“, so Höfert. „Dabei ist eine Genauigkeit von 3 bis 5
Mikrometer durchaus üblich. In diesem Bereich spielt neben den Maschinen und Werkzeugen auch das
Knowhow rund um den Fertigungsprozess ein große Rolle."
Noch vor sieben Jahren wurde bei
Sistro einschichtig und mit einem
Mann pro Maschine gefertigt. Sukzessive stellte Höfert auf Zweischicht-Betrieb und Mehr-Maschinenbedienung um. Zudem wurden
seit 2007 erhebliche Investitionen in
neue Fräs- und Erodiermaschinen getätigt. Zusätzlich entstand die Anfor-
derung, die Produktion zu automatisieren – zumindest teilweise. „Wir
wollten in das Thema Automatisierungstechnik langsam und kontinuierlich hineinwachsen“, so Höfert.
Deshalb hat er sich entschieden,
nicht in eine verkettete Anlage zu investieren. „Für uns war es der logische Schritt, eine sehr gute 5-AchsMaschine anzuschaffen, die unsere
hohen Präzisionsanforderungen erfüllt und diese mit einem einfachen
Palettenwechsler auszurüsten“, erklärt er. Zumal es bei einer Investition
in Automation sehr wichtig sei, die
Mitarbeiter mit einzubeziehen.
Sistro suchte nach einer Lösung, mit
der er schnell produktiv sein und
gleichzeitig intern Knowhow im Bereich der Automatisierung aufbauen
kann. Ziel war es, mit der neuen Anlage innerhalb kurzer Zeit den Wochenstundensatz von 72 auf zumindest 120 Stunden zu erhöhen.
Höfert schaute sich mehrere Konzepte näher an. Die Auswahl fiel letztlich
auf die Mikron HPM 450U, eine
5-Achsen-Fräsmaschine, die eine seitliche Automatisierung erlaubt und so
ungehinderten Zugang von vorne.
In Verbindung mit dem kompakten
WPC 10-fach Palettenwechsler und
einem ATC Werkzeugmagazin mit
220 Werkzeugplätzen entstand ein
Paket, das genau Höferts Anforderungen entspricht: „Speziell die Kompaktheit und auch das ausgesprochen
interessante Preis-Leistungsverhältnis hat uns überzeugt.“
Die Anlage wurde bewusst als Insellösung konzipiert, um einerseits Arbeitsabläufe klar zu trennen und andererseits Automatisierungsprozesse
kennen zu lernen. Zum Testen der
Automatisierungslösung hat Sistro
ein sehr komplexes Bauteil ausgesucht, bestehend aus zwei Formhälften, die von der Geometrie her
perfekt zueinander passen müssen.
AUTOMATION
für höchste
Ansprüche
Die Anlage
wurde bewusst
als Insellösung
konzipiert, um
einerseits Arbeitsabläufe
klar zu trennen
und andererseits Automatisierungsprozesse kennen zu
lernen
Besuchen Sie uns
auf der Messe:
Kawasaki Robotics GmbH
[email protected]
Halle 17
Stand B26
Tel. +49 (0)2131-3426-0
www.kawasakirobot.de
Die Schließfläche unterliegt dabei
sehr hohen Oberflächenanforderungen. Das Ergebnis der Probebearbeitungen war überzeugend.
Durch die intelligente Thermokompensation ITC 5x konnte auch der
Wärmegang der Maschine kontrolliert werden. Zwar dauert die Durchführung des Zyklus zirka 20 Sekunden, doch für Höfert steht Qualität
vor Laufzeit: „Aufgrund der hohen
Genauigkeiten, die wir mit der Mikron HPM 450U jetzt erzielen, kann
die händische Läpp- und Polierarbeit
um 50 Prozent reduziert werden.“
Und auch das Ziel, den Wochenstundensatz auf 120 zu erhöhen, wurde
bereits nach lediglich zwei Monaten
Betriebszeit erreicht.
GF Machining Solutions GmbH
www.gfms.com/de
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Informationen, Mitteilungen und Verbandsarbeit
aktiv
Offizielles Organ des Industriemeisterverbandes Deutschland e. V.
IMV Siegen
IMV Deutschland/bsw GmbH
Miss Sauerland 2014 beim Fachvortrag
„PC – Smartphone – Sicherheit“
Arbeitskreis „Meister treffen
Meister“ – Erfahrungsaustausch
zwischen den Industriemeistertagen
Vor kurzem konnte die IMV Siegen
35 Teilnehmer im Bernhard Weiss
Saal der IHK Siegen zum Fachvortrag „PC – Smartphone – Sicherheit" begrüßen. Unter den vielen
Interessierten befand sich auch Janine Meurer „Miss Sauerland 2014"
(Bild vorne 1. v.r.), aber dazu später
mehr.
Neuer Arbeitskreis der bsw GmbH
„Meister treffen Meister“ für Sächsische Industriemeister.
Der engagierte Informatiker Frank
Gamboa (Bild vorne 2. v.r.), brachte
den Teilnehmern verschiedene sicherheitstechnische Gefahren und
Aspekte, zum Thema PC- und
Smartphonenutzung, auf anschauliche Weise näher. Der Vortrag ging
mit Zwischen- und Abschlussfragen
der Teilnehmer über 2 Stunden. Deshalb hier nur einige knappe interessante Stichpunkte. Moderne Fernseher können „abhören", Biometrik
(Fingerabdruck, Iriserkennung) ist
leicht zu fälschen, Stromrechnung
der NSA 1 Mio $ / Monat für Spionage, E-Mail ist kein „verschlossener
Brief", sondern eine „Postkarte",
wichtiger Datenknoten in Frankfurt
mit 2,2 Terabit / sec. Datendurchsatz,
Kundenkarten vom Einzelhandel dienen hauptsächlich der Datensamm-
lung, das Passwort für den Start amerikanischer Atomraketen war jahrelang 00000000(8 Nullen)!!! Der interaktive Vortrag wurde noch von 2
Kurzfilmen
„Falsche
Apps
/
Smartphone Spion" und „Vernetzte
Drucker / Kopierer werden von vermeintlichem Servicetechniker ausgelesen" unterstützend ergänzt.
Die Teilnehmer waren teilweise sehr
schockiert von den möglichen Gefahren, konnten aber viel Nützliches
zum Thema erfahren und werden
wohl nun etwas kritischer und überlegter mit der „Kommunikationstechnik" des 21. Jahrhunderts umgehen.
Bild: Ingo Grüne
Abschließend unterhielt sich der
IMV-Vorstand mit Janine Meurer
über ihre Zukunftspläne und lud sie
spontan zur alljährlichen Familienfeier im November 2015 ein. Wer
sich zukünftig für die Themen der
IMV Siegen interessiert, kann uns
auch gerne auf unserer Homepage: www.imv-siegen.de besuchen. Dort werden auch in Kürze
dieser Artikel und 9 Sicherheitsratschläge von Herrn Gamboa stehen.
Der sächsische Industriemeistertag
hat spätestens mit seiner vierten
Auflage im September 2014 und
mehr als 130 Teilnehmern einen festen Platz im Kalender vieler Meister
gefunden. Doch was passiert zwischen den jährlichen Industriemeistertagen? Der intensive und praxisnahe Austausch zwischen den Führungskräften aus der Produktion zu
den Schwerpunktthemen Arbeitsrecht, Arbeitsschutz, Führen von
Mitarbeitern und Konfliktmanagement ist die Basis für eine erfolgreiche Prozessoptimierung in den sächsischen Industrieunternehmen.
Die bsw – Beratung, Service & Weiterbildung GmbH hat mit interessierten Unternehmen einen Arbeitskreis für Industriemeister, Schichtführer und weitere Führungskräfte
aus der Produktion ins Leben ge-
Ingo Grüne
Landesverband NRW
Praxisforum Elektromobilität
Nach einem angenehmen ersten Kennenlernen und Austausch stellte Thomas Müller von der IG Metall Bezirksleitung Niedersachsen und SachsenAnhalt, das Thema vor und ordnete
es in den Kontext der aktuellen Arbeit
der IG Metall ein.
Anschließend stellte Michael Pöllath
von Arbeit und Leben Niedersachsen,
ein gewerkschaftsnaher Bildungsanbieter, die Erfahrungen seiner Einrichtung mit der betrieblichen Weiter-
Weitere Informationen:
Gerd Richter
Telefon 0371 5334610
E-Mail [email protected]
Termin
ä
nderun
Seminar
IMV Deutschland
35 Experten und Interessierte trafen sich am 17. Dezember 2014 in
Hildesheim im Praxisforum, um
über das Thema „Berufsbegleitend
Studieren in Niedersachsen am
Beispiel Elektromobilität“ zu diskutieren.
rufen. Dieser wird sich zwei Mal im
Jahr treffen.
Zur Auftaktveranstaltung am 14. Januar 2015 waren zwölf Meister aus
sieben Firmen anwesend. Die erste
Veranstaltung befasste sich mit dem
Thema Arbeitsrecht und hier insbesondere mit den Pflichten von Arbeitnehmern und Arbeitgebern, dem
Umgang mit Leistungsstörungen, arbeitsrechtlichen Konsequenzen und
Falldiskussionen.
Die Arbeitskreismitglieder verständigten sich darauf, die Veranstaltungen abwechselnd im bsw und in einer Firma mit Besichtigung und anschließender Diskussion mit einem
Produktionsverantwortlichen durchzuführen. Die 2. Veranstaltung des
Arbeitskreises wird am 24. Juni 2015
stattfinden.
bildung vor. Er ordnete dabei diesen
Tätigkeitsbereich sowohl in einen
zeitlichen Kontext und inhaltlich in
unterschiedliche Schwerpunkte ein
und zeigte den anwesenden Gästen
Möglichkeiten der betriebsinternen
Weiterqualifizierung ihrer Mitarbeitenden in der Erwachsenenbildung
auf. So war insbesondere die Information über die Möglichkeit der Externenprüfung in einem anerkannten
Ausbildungsberuf ein interessanter
Aspekt für die etwa 15 Gäste aus
Wirtschaftsunternehmen und dem
Arbeitskreis Bildung der IMV
Deutschland.
Servet Özcan, Betriebsrat bei der Alstom Transport GmbH, stellte eine
2007 erstmalig und 2013 neu getroffene
betriebliche
Vereinbarung
zur Weiterbildung qualifizierter Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des
Unternehmens vor.
In der aktuellen Vereinbarung sieht
das Programm vor, jährlich je sieben
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter für
ein Bachelorstudium, ein Masterstudium oder eine Aufstiegsfortbildung
wie Meister oder Techniker freizustellen und neben der Übernahme der
Weiterbildungsgebühren die Teilnehmenden mit einer monatlichen Zahlung finanziell zu unterstützen. Erfolgreiche Absolventen der Weiterbildung erhalten eine Wiedereinstiegsgarantie. Dieses betriebliche Förderprogramm wurde sehr intensiv mit
g:
Der IMV Landesverband NRW bietet am 20.06.2015 ein Seminar zu den
Themen Arbeitsschutz und Arbeitsrecht an.
Ort der Veranstaltung:
Pantaleonskloster, Am Pantaleonsberg 10, Köln.
Kosten, einschließlich Mittagessen, Getränke: 50,00 Euro.
Eine begrenzte Anzahl an Parkplätzen ist vorhanden.
Arbeitsschutz
Arbeitsstättenverordnung
(ArbStättV),
Gefahrstoffverordnung
(Die Gefahrstoffverordnung (GefStoffV) ist eine Verordnung zum
Schutz vor gefährlichen Stoffen im
deutschen Arbeitsschutz. Die Verordnungsermächtigung ist im
Chemikaliengesetz (ChemG) enthalten. Seit 2005 ist auch das Arbeitsschutzgesetz
gesetzliche
Grundlage für die GefStoffV).
Referent: Dipl.-Ing. J. Volker Ohlig,
Präventionsabteilung Dienststelle
Köln, Berufsgenossenschaft Holz
und Metall.
Arbeitsrecht
Bewerbungsgespräche aus der
Sicht der Arbeitgeber
Schritte zur Kündigung (aus der
Sicht des Arbeitgebers / Arbeitnehmers)
Referent: Markus Riebel, Jurist und
Personalreferent.
Die Themen können auf Wunsch
der TN (bei entsprechendem Vorlauf) auch abgeändert oder ergänzt
werden.
Karol Makiola
Anmeldung bei Karol Makiola,
E-Mail: [email protected]
Fortsetzung auf Seite II
April 2015 imv aktiv I
Fortsetzung von Seite I
IMV Velbert-Niederberg
den Teilnehmenden diskutiert, wobei
auch mögliche Verbesserungen der
Vereinbarung identifiziert wurden.
Als einen wichtigen Erfolgsfaktor für
das Wahrnehmen von Weiterbildungsangeboten wurde die Motivation und Unterstützung der Mitarbeitenden diskutiert.
Anschließend stellte Mitveranstalterin Monika Hartmann-Bischoff, Geschäftsführerin der Servicestelle Offene
Hochschule
Niedersachsen
gGmbH, verschiedene Studienformate sowie eine Übersicht berufsbegleitend studierbarer Angebote in Niedersachsen vor (siehe Link www.offe
ne-hochschule-niedersachsen.de).
Frau Hartmann-Bischoff wies dabei
auf die Ergebnisse der Erhebung der
Qualifizierungsbedarfe
beruflich
qualifizierter Niedersachsen seitens
der Servicestelle hin.
Im Abschluss der Veranstaltung stellte Antje Blöcker das Projekt „Erfassung von berufsbegleitenden Ingenieurstudiengängen (Bachelor) mit
dem Schwerpunkt Elektromobilität
an Hochschulen in Deutschland und
Bewertung hinsichtlich der Übertragbarkeit nach Niedersachsen“ vor.
Frau Blöcker stellte in ihrer Präsentation das komplexe Themenfeld der
verschiedenen Studienformate sowie
verschiedene Bachelor-Studiengänge
bundesweit und in Niedersachsen
vor und fasste die Sachverhalte vor
dem bundesweiten und niedersächsischen Kontext zusammen.
Das Praxisforum Elektromobilität
war ein spannender, intensiver Austausch mit allen Vortragenden und
Teilnehmenden.
Trochoidales Fräsen
Denis Rusidovic von der Hoffmann
Group berichtete über das zerspanende Bearbeitungsverfahren Trochoidales Fräsen.
Verfahren
Das Trochoidale Fräsen, auch bekannt unter Wirbelfräsen, Taumelfräsen oder Wave Milling wurde für die
Herstellung von Nuten beim Hochgeschwindigkeitsfräsen entwickelt.
Für dieses Verfahren muss immer ein
Fräser eingesetzt werden, der kleiner
als die Nut oder Tasche ist. Dabei
wird die Nut immer kreisförmig oder
halbkreisförmig
pendelnd
ausgeräumt, wobei der Kreismittelpunkt
nach jeder Kreisbahn um die seitliche
Eingriffsbreite in Nutrichtung verschoben wird.
Es geschieht eine Überlagerung einer
Kreisbewegung mit einer Linearbewegung.
Dadurch wird das Nut- oder Taschenfräsen zu einem Konturfräsen.
So kann man bei einer geringen Eingriffsbreite eine hohe Zustellung erreichen und eine hohe Ausnutzung
der Schneidenlänge erlangen.
Eigenschaften
Es lassen sich in vielen Anwendungen gegenüber dem konventionellen
Nut- bzw. Taschenfräsen deutliche
Verbesserungen in punkto Werkzeugkosten, Aufspannung, Bearbei-
tungszeiten und Belastung der Maschinenkomponenten erreichen.
Das Potenzial des Trochoidalen Fräsens kann noch weiter ausgeschöpft
werden, indem speziell für dieses
Verfahren entwickelte Fräser und
Spannfutter einsetzt werden.
imv-aktiv
April
09.04.2015
IMV-Treff
Hagen
18.04.2015
Mitgliederversammlung
Landesverband NRW
Duisburg
23.04.2015
Vortrag: Fit ins Alter
Velbert
29.04.2015
Vorstandssitzung
Duisburg
Stammtisch Gaststätte „Am Stern“
Duisburg
Mai
07.05.2015
Vorteile
Es können bis zu 3-facher Schnittgeschwindigkeit und doppelter Vorschub erzielt werden. Durch den
kleineren
Umschlingungswinkel
kommt es zu einer geringeren Wärmeentwicklung.
Da der Fräser die Nut oder Tasche
nicht vollständig ausfüllt, sind ein
Spänestau und erneutes Schneiden
der Späne so gut wie ausgeschlossen. Das ist gerade bei Nuten bedeutsam, die im Verhältnis zu ihrer Breite tief sind. Beim konventionellen
Fräsen wird hier wegen der beschriebenen Probleme mit niedrigen Vorschüben und Schnitttiefen gearbeitet. Üblich ist eine max. Frästiefe von
1,5xD. Beim Trochoidalen Fräsen ist
das anders. Durch das Umgehen des
Vollschnitts sind selbst ohne speziell
entwickelte Fräser Schnitttiefen von
2xD möglich.
Aufgrund der geringen radialen Kräfte können filigranere und dünnwandigere Bauteile hergestellt werden.
Bodo Przebierala
07.05.2015
IMV-Treff
Hagen
09.05.2015
LV NRW, Seminar Arbeitsschutz und
Arbeitsrecht
Köln
27.05.2015
Vorstandssitzung
Duisburg
28.05.2015
Refa-Thema siehe:
www.imvvelbert-niederberg.de
Velbert
04.06.2015
IMV-Treff
Hagen
13.06.2015
IMV Deutschland
sammlung in Köln
20.06.2015
LV NRW, Seminar Arbeitsschutz u. Ar- Köln
beitsrecht
24.06.2015
Vorstandssitzung
25.06.2015
Refa-Thema siehe www.imvvelbert- Velbert
niederberg.de
Juni
Delegiertenver- Köln
Duisburg
Juli
02.07.2015
Stammtisch Gaststätte „Am Stern“
Duisburg
02.07.2015
IMV-Treff
Hagen
29.07.2015
Vorstandssitzung
Duisburg
30.07.2015
IMV-Treff
Hagen
Kontakt zu den IMV-Organisationen: www.imv-deutschland.de/organisation
IMV Deutschland – Serie
AK Bildung/Detlef-Michael
Haarhaus
Gesundheits-Check – Untersuchung beim
Betriebsarzt – Rechte des Arbeitgebers
Arbeitgeber wünschen sich gesunde und leistungsfähige Arbeitnehmer.
Doch welche Fragen muss ein Arbeitnehmer beispielsweise im Vorstellungsgespräch oder auf einem Personalfragebogen wahrheitsgemäß
beantworten? Wo sind die Grenzen, wenn der Arbeitgeber eine ärztliche Untersuchung verlangt?
aktiv
Offizielles Organ des
Industriemeisterverbandes
Deutschland e. V.
Fragerecht des Arbeitgebers
www.imv-deutschland.de
Vorsitzender
Otto Piehl
Am Schenkenfeld 30
97209 Veitshöchheim
Tel./Fax IMV 0931/4606738
[email protected]
Stellv. Vorsitzende/imv-aktiv
Regina Wenzl
Am Burggraben 30
85049 Ingolstadt-Gerolfing
[email protected]
Namentlich gekennzeichnete Beiträge
stellen die Meinung des Autors,
nicht unbedingt des IMV dar.
II imv aktiv April 2015
Fragen nach Erkrankungen sind nur
ausnahmsweise zulässig. Der Gesundheitszustand eines Arbeitnehmers gehört nur dann zu den so genannten verkehrswesentlichen Eigenschaften eines Arbeitnehmers,
wenn dem Arbeitnehmer nicht nur
vorübergehend die Fähigkeit fehlt,
die vertraglich übernommene Arbeit
zu verrichten. Ist der Arbeitnehmer
wegen eines nicht nur kurzfristig
auftretenden Leidens für die angestrebte Tätigkeit nicht oder nur eingeschränkt geeignet, muss er dies
auch offenbaren. Ähnlich verhält es
sich mit der Frage nach der Schwerbehinderteneigenschaft. Die Frage
ist wegen der bestehenden Benachteiligungsverbote als grundsätzlich
unzulässig einzustufen. Ist aber der
Bewerber für die angestrebte Tätig-
keit aufgrund seiner Schwerbehinderung nicht geeignet, ist er gehalten, dies auch zu offenbaren.
Die Frage nach einer bestehenden
Schwangerschaft ist generell unzulässig und braucht von einer Bewerberin folglich nicht wahrheitsgemäß
beantwortet werden.
Gesundheits-Check
beim Betriebsarzt
Ärztliche Einstellungsuntersuchungen sind grundsätzlich zulässig. Eine Verpflichtung, sich einer solchen
Untersuchung zu unterziehen, besteht zwar nicht, jedoch wird der Arbeitnehmer, der sich weigert, letztlich damit rechnen müssen, nicht
eingestellt zu werden – es besteht
gewissermaßen
ein
faktischer
Zwang, sich untersuchen zu lassen.
Etwas anderes gilt nur, wenn die Un-
tersuchung gesetzlich vorgeschrieben ist, wie z. B. bei Jugendlichen
unter 18 Jahren, beim Umgang mit
Gefahrstoffen oder bei Arbeitnehmern mit besonderer Verantwortung
(Busfahrer, Piloten). Wie sich aber
nun verhalten, wenn ein Arbeitgeber
eine gesetzlich nicht vorgeschriebene Untersuchung oder ein ärztliches
Gesundheitszeugnis verlangt? Der
Arbeitnehmer sollte sich der Untersuchung nicht generell verweigern,
da der Arbeitgeber dann wahrscheinlich von der Einstellung absehen wird. Wichtig ist, vorher den
Zweck und den Ablauf der ärztlichen Untersuchung zu erfragen,
um sich gegebenenfalls gegen unzulässige Untersuchungen wehren zu
können. Zulässig sind nur solche
Untersuchungen, die zur Feststellung der Arbeitsfähigkeit notwendig
sind. Des Weiteren ist der Arbeitnehmer nicht verpflichtet, die Untersuchung beim Betriebsarzt durchführen zu lassen. Das Recht, seinen
Arzt frei wählen zu können, gilt
auch im Arbeitsverhältnis.
Abschließend stellt sich noch die
Frage, was der (Betriebs-)Arzt dem
Arbeitgeber von der Untersuchung
mitteilen darf. Der Betriebsarzt unterliegt wie jeder Arzt der ärztlichen
Schweigepflicht. Was diese mitteilen
dürfen, hängt also davon ab, was der
Bewerber ihnen erlaubt. Normalerweise gibt der (Betriebs-)Arzt nach
der Untersuchung eine Einschätzung
ab, ob der Bewerber gesundheitlich
in der Lage ist, die angestrebte Arbeitstätigkeit auch auszuführen. Befunde dürfen aber nicht mitgeteilt
werden. Arbeitnehmer sollten darauf achten, keiner generellen Aufhebung der Schweigepflicht zuzustimmen, da dann der Arzt die Untersuchungsergebnisse im Detail
weitergeben kann.
Die dargestellten Grundsätze gelten
nicht nur im Vorfeld eines Arbeitsvertrages, sondern können auch auf
laufende Arbeitsverhältnisse übertragen werden.
Ledfuß Rechtsanwälte
www.ledfuss.de
IMV-Meldung in der Automationspraxis
Eine weitere Meldung des Industriemeisterverbandes
Deutschland e. V. finden Sie auf Seite 30.
IMV Deutschland – bsw GmbH
Lenze zertifiziert als „Best Place to Learn“
Zeitmanagement
Ausbildung mit Gütesiegel
Der Meister kommt aus dem Urlaub
zurück. Er hat sich gut erholt und
sich das Ziel gesetzt, gelassener zu
werden. Vor allem will er seine Zeit
effizienter nutzen und sich nicht
mehr unnötig hetzen lassen. Mehr
Aufgaben verteilen und auch mal
konsequent „Nein“ sagen – das hat er
sich fest vorgenommen. Als Meister
will er sich auf das Wesentliche konzentrieren. Er geht an seinen Arbeitsplatz. Da steht schon der Bereichsleiter und meint, dass er ganz dringend
einen Bericht über Ausfallzeiten an
der XY-Maschine braucht – bis morgen natürlich. Dann klopft Fritz Jung
und eröffnet, dass er in 6 Wochen für
2 Monate in Elternzeit gehen will.
Schichtführer Wagner fragt, wie er
die beiden Kranken in seiner Schicht
ersetzen soll. Die Personalleiterin ruft
an und teilt mit, dass morgen Nachmittag sich drei Bewerber vorstellen
und der Meister als künftiger Vorgesetzter soll doch bitte dazu kommen und außerdem hat Azubi Henry
während seiner Abwesenheit 1 Tag
unentschuldigt gefehlt. Er möge sich
bitte kümmern.
Der Meister ordnet alle Informationen und macht sich Notizen. Dann
schaltet er den PC an und findet 93
ungelesene E-Mails – davon 19 mit
Dringlichkeitsvermerk.
36
der
E-Mails hat er als Kopie erhalten.
Nun muss er auch schon zur planmäßigen
„Montag-Morgenrunde“.
Hier treffen sich regelmäßig der Bereichsleiter und 6 Meister, um aktuelle Probleme in der Fertigung zu klären. Die Beratung begann mit 10 min
Verspätung. Er muss erfahren, dass es
zu Ausfallzeiten kam, weil notwendige Zulieferungen nicht rechtzeitig erfolgten. Dann diskutieren 2 Meister
fast eine halbe Stunde über Detailfragen des Teiletransports zwischen diesen Bereichen, ohne zu einer Lösung
zu kommen.
Für die aktuelle Woche muss sein Bereich zusätzliche Aufgaben überneh-
men, um die pünktliche Auslieferung
eines wichtigen Kundenauftrags zu
sichern.
Was macht der Meister nun?
1. Bestätigung des Termins bei der
Personalleiterin bezüglich der
Vorstellungsgespräche.
2. Henry wird für den nächsten Tag
zu einem persönlichen Gespräch
bestellt. Dazu plant der Meister
eine halbe Stunde Vorbereitungszeit.
3. Der Meister informiert seine
Teamleiter über die geplanten
Sonderaufgaben in der Folgewoche und über den Krankenstand
und bittet um einen Lösungsvorschlag.
4. Der Meister bittet den Mitarbeiter
an der XY-Maschine zu sich und
beauftragt ihn, alle erforderlichen
Informationen über die Ausfallzeiten zusammen zu stellen. Dazu übergibt er ihm eine vorbereitete Tabelle.
5. Der Meister verschiebt die
E-Mails, die er als Kopie erhalten
hat, zunächst in einen gesonderten Ordner. Dann liest er den Betreff und den Absender der restlichen Mails und erkennt, dass davon nur 10 wirklich wichtig bzw.
dringlich sind. 6 beantwortet er
sofort, 3 leitet er an Schichtführer/Mitarbeiter weiter und für ein
E-Mail plant er sich übermorgen 1
Stunde ein, denn es handelt sich
um wichtige strategische Fragestellungen.
6. Fritz Jung schickt er wegen der Elternzeit zunächst zur Personalabteilung.
7. Der Meister fordert den Bereichsleiter höflich auf, für mehr Disziplin und Struktur in der „MontagMorgenrunde“ zu sorgen.
Was hätten Sie als Meister anders gemacht?
Senden Sie Ihren Kommentar an:
[email protected]
Interessantes in Kurzform:
Entdecke Arbeitgeber und Ausbildungsbetriebe in Deiner Nähe!
Es gibt Plattformen, auf denen Auszubildende oder Mitarbeiter
anonym ihren Betrieb bewerten.
Sicherlich ganz interessant für
Kollegen, die sich ein neues Tätigkeitsfeld und eine neue Firma suchen, aber auch für junge Kollegen,
die eine Ausbildung beginnen
möchten. Diese Plattform nennt
sich Kununu und ist unter:
www.kununu.com im Netz zu finden.
Freude über die gelungene Zertifizierung: (v.l.n.r.) Ausbilder Christian Beyer, Vorstandsvorsitzender Christian
Wendler, Leiter Education & Training
Michael Beckmann, Nils Köstring, Marketingleiter AUBI-Plus, Ausbildungsleiter Bernd Kirsch, Ausbilder Thomas
Czekanowski, Ausbilder Jürgen Hesse
und Heiko Köstring, Geschäftsführer
AUBI-Plus
Der Spezialist für Antriebs- und
Automatisierungstechnik Lenze
hat in den letzten Jahren viel in die
Modernisierung der Ausbildung investiert und seine Ausbildung nun
als einer der ersten in Deutschland
auditieren lassen: Lenze ist damit
zertifizierter „Best Place to Learn“.
Unternehmen müssen immer aktiver
und attraktiver werden, damit sie im
Wettbewerb um junge Schulabgänger
ihre freien Ausbildungsplätze optimal
besetzen können. Motivierter und fähiger Nachwuchs ist in Zeiten des
Fachkräftemangels insbesondere in
technischen Berufen sehr gefragt.
Der Spezialist für Antriebs- und Automatisierungstechnik Lenze hat daher
aus gutem Grund in den letzten Jahren
viel in die Modernisierung der Ausbildung investiert und das „Land der Bewegung“ ausgerufen – eine Offensive,
um Schülerinnen und Schüler sowie
junge Talente für Technik im Allgemeinen und das Unternehmen im Speziellen zu begeistern.
Nun hat Lenze als einer der ersten in
Deutschland seine Ausbildung audi-
tieren lassen und mit Bravur bestanden: Lenze ist damit zertifizierter
„Best Place to Learn“. Das Audit wurde vom unabhängigen Recruiting-Unternehmen AUBI-plus aus Hüllhorst
durchgeführt.
Heiko Köstring, Geschäftsführer von
AUBI-plus, sprach bei der Urkundenverleihung davon, dass es heute zu
den größten Herausforderungen von
Unternehmen gehöre, „talentierte und
motivierte Nachwuchskräfte zu gewinnen, zu fördern und zu binden."
Eine hervorragende Ausbildung sei
dabei ein wesentlicher Aspekt.
„Best Place to Learn“, dieses Gütesiegel ist recht neu in der deutschen Zertifizierungslandschaft. Die Verantwortlichen haben es sich zur Aufgabe
gemacht, die betriebliche Ausbildung
zu bewerten und damit die Ausbildung junger Menschen stetig zu verbessern. Diese wird für Unternehmen
immer wichtiger, weil Firmen wie Lenze immer mehr für den eigenen Bedarf
ausbilden müssen, damit keine Fachkräftelücke auftritt. 25 freie Plätze gibt
es bei Lenze im Durchschnitt jedes
Jahr, sagte Personalleiter Ralf Klem-
me. Sehr gut ausgebildete Mitarbeiter
bilden seiner Ansicht nach „den größten Rohstoff, den Deutschland zu bieten hat."
www.Lenze.com/de
IMV aktuell:
IMV-Deutschland e.V.
Die Delegiertenversammlung
findet am 13. Juni 2015 in Köln
statt.
Veranstaltungsort ist die
Industrie- und Handelskammer
zu Köln.
Anschrift:
Camphausen-Saal
Unter Sachsenhausen 10-26
50933 Köln
Siehe auch unter
www.imv-deutschland.de
Kooperation zwischen Werkzeughersteller und Realschule
MINT-Tage in Ebermannstadt: Schüler werden für
Mathematik und Naturwissenschaften begeistert
Der Werkzeughersteller Kennametal hat am 11. und 12. Februar
2015 in der Ausbildungswerkstatt
am Standort Ebermannstadt zum
wiederholten Male die MINT-Tage
veranstaltet. MINT steht für Mathematik, Informationstechnologie,
Naturwissenschaften und Technik
und hat als Ziel die qualitative Verbesserung des mathematisch-technisch-naturwissenschaftlichen Unterrichts an den bayerischen Realschulen.
Die Realschule Ebermannstadt ist eine von 68 MINT21-Netzwerkschulen,
die vom Bayerischen Freistaat speziell gefördert werden, und koordinierende
Realschule
des
MINT21-Netzwerkes in Oberfranken.
Die MINT-Tage sollen den Schülerinnen und Schülern Naturwissenschaften näher bringen und so die Wahl
des Schulzweiges (mathematisch) erleichtern.
Laut Otmar Bähr, Technische Ausbildung Kennametal Ebermannstadt, ist
die Kooperation zwischen Kennametal und der Realschule Ebermannstadt besonders wertvoll für die Schülerinnen und Schüler. „Unsere Kooperation fokussiert sich auf mehrere
Aspekte. Erstens: Die Schüler erhalten in einem Bewerberseminar prak-
tische Unterstützung für den Bewerbungsprozess. Zweitens: Mädchen
werden im Rahmen der MINT21-Initiative an bayerischen Realschulen
besonders gefördert – und zwar
durch Zusammenarbeit mit der
,Girls´-Day-Akademie' und beim
,Mädchen-Zukunftstag'
(,Girls´
Day').“
Ein wesentliches Ziel dieser Mädchenförderung ist es, den quantitativen Anteil der Bewerberinnen in den
technischen Berufen zukünftig deutlich zu steigern. „Der dritte Bereich",
so ergänzt Bähr, „ist die Zusammenarbeit und Unterstützung der
MINT21-Initiative der Realschule
Ebermannstadt bei Unterrichtsprojekten wie zum Beispiel im Fach IT
und beim MINT-Projekttag Natur und
Technik der 6. Klassen.
Ein wesentliches Ziel dieses Projekttages ist es, vor der Wahl der Wahlpflichtfächergruppe (WPG) einen
Einblick in die naturwissenschaftlichen Fächer und die technischen Berufsmöglichkeiten zu bieten, um den
Anteil der Schüler in der WPG I, also
der
mathematisch-naturwissenschaftlichen Wahlpflichtfächergruppe, zu steigern."
Zusätzlich bietet die Unterstützung
der Bestenförderung der Realschule
Ebermannstadt, bei der Kennametal
Hineinschnuppern in die Werkzeugkunde
als Sponsor des Technik-Awards auftritt, einen weiteren Anreiz. Im Jahr
2014 beispielsweise wurde eine Betriebsbesichtigung bei Audi in Ingolstadt organisiert, die begeistert von
den Schülerinnen und Schülern angenommen wurde. Für 2015 ist eine Tagesfahrt mit Übernachtung von 30
ausgewählten Schülerinnen und
Schülern der 7. bis 9. Klassen mit herausragenden Leistungen in den
MINT-Fächern ins Phaeno nach
Wolfsburg geplant, die Kennametal finanziell unterstützt.
April 2015 imv aktiv III
Mensch & Roboter
Nr. 4 / April 2015
Seite 18
Fortsetzung von Seite 1
wir heute sehr von der frühen Entscheidung, ein offenes Steuerungskonzept zu favorisieren.“
Aber auch die anderen Roboterexperten betonen die Offenheit ihrer
Schnittstellen. Wichtig sei vor allem
die Kombination der klassischen Automatisierungstechnik mit IT-Technologien wie Cloud und Big Data, so
Kuka-Mann Felkel. Die Augsburger
sehen sich hier als Vorreiter, da sie bereits in den 90ern eine PC-basierte
Robotersteuerung entwickelt haben.
„Mit dem LBR iiwa und seiner Javabasierten Steuerung Sunrise gehen
wir nun einen Schritt weiter“, betont
Felkel.
Fanuc stellt sich gleichfalls den
kommunikativen Herausforderungen, „zumal ein durchgehender Informationsfluss nicht erst mit der
Industrie 4.0 die Basis für Fabrikautomatisierung ist“, so der technische Leiter Matthias Fritz. Die
vernetzte Denkweise pflege man
daher schon länger und sorge entsprechend für eine schnelle Kommunikation. Fritz: „Fanuc-Steuerungen arbeiten schon lange mit getrennten CPUs für die Verarbeitung
von Betriebsdaten und Kommunikation. Die Unterstützung vieler
Feldbusprotokolle, flexible Funktionen zu Anbindung von CNC und
Robotern an Leitsysteme sind bei
uns bereits Standard.“
ab
Positioniersysteme
Ansätze zur Mensch-Roboter-Kollaboration unter der Lupe
Zertifizierte Sicherheit
wird groß geschrieben
Die Mensch-Roboter-Kollaboration
(MRK) steht bei vielen Anbietern
hoch im Kurs. Die Automationspraxis wirft einen Blick auf die verschiedenen Ansätze.
„Mit unserem LBR iiwa bieten wir
schon heute das passende Produkt
für die Anforderungen der Produktion von morgen“, ist Christian Felkel,
Produktmanager bei Kuka überzeugt.
Herzstück des Roboters ist die in allen Gelenken verbaute Gelenkmo-
Das Design des Leichtbau-Doppelarms Yumi ist so ausgelegt, dass Menschen
nicht verletzt werden, auch wenn es zu einem Kontakt mit dem Roboter kommt
Universal Robots hat mit
Projekten bei VW (Foto)
und BMW einigen Wirbel
verursacht und erweitert
nun seine Leichtbauarm-Familie um den UR3 mit 3 Kilogramm Traglast. Der UR3
eignet sich für die Tisch-Automatisierung. Er soll als
dritte helfende Hand bei
der Montage eingesetzt
werden und dabei Aufgaben wie Polieren, Leimen
und Schrauben übernehmen. Er besitzt eine
360°-Rotation an allen
Drehgelenken sowie eine
endlose Rotation an der
Werkzeugschnittstelle
menten-Sensorik. Zusammen mit der
hoch performanten Kollisionserkennung kann der Roboter quasi als dritte Hand des Werkers agieren. Dabei
sind alle Safety-Funktionen zweikanalig ausgelegt, um den Anforderungen der Maschinenrichtlinie zu
genügen. „Der sensitive Leichtbauroboter LBR iiwa, der mit seinen sieben
Achsen dem menschlichen Arm
nachempfunden ist, ist daher für die
Zusammenarbeit mit Menschen freigegeben“, betont Felkel.
ABB stellt bei seinem kollaborativen
Zweiarm-Roboter Yumi ebenfalls die
Eigensicherheit heraus. Das Design
des Leichtbau-Doppelarms sei so ausgelegt, dass Menschen nicht verletzt
werden, auch wenn es zu einem Kontakt mit dem Roboter kommt – dafür
sorgen gepolsterte Arme sowie die integrierte Kraft- und
Drehmomentsensorik. Nicht
zuletzt vermittele das Design
ein Sicherheitsgefühl dank
der menschenähnlichen Proportionen.
Verschiedene Normen
sind zu beachten
Linearantriebe für Präzision, dynamisches Verfahren oder kraftvolles
Bewegen:
gen für anspruchsvolle Handhabungsaufgaben
tausendfach erprobte Antriebskomponenten
Sicherheit im Hinblick auf Qualität,
Termine und Kosten
ief-
.de
Herzstück des LBR iiwa ist
die in allen Gelenken verbaute GelenkmomentenSensorik, die für Feinfühligkeit sorgt
Diese integrierte Sicherheit
ermögliche somit ein Arbeiten ohne Schutzgitter. „Der
TÜV Süd hat bestätigt, dass
Yumi die Sicherheitsnorm EN
ISO 13849-1, die spezifischen Industrieroboternormen ISO 10218-1 und
ISO 10218-2 sowie die Maschinenrichtlinie 2006/42/EC erfüllt“, so PerVegard Nerseth, Leiter des globalen
Geschäftsbereichs Robotik bei ABB.
Weitere Besonderheit: Yumi wird als
Gesamtpaket angeboten, das neben
dem Roboter auch austauschbare
Greifhände, ein Teilezuführsystem,
Force Control-Sensorik, ein Kamerasystem, Software und natürlich die
Steuerung umfasst.
Ebenfalls auf Leichtbau-Robotik setzt
Universal Robots. „Wir haben mit
dem UR5 bereits 2009 den ersten
Leichtbauroboter auf den Markt gebracht, der für die Mensch-RoboterKollaboration geeignet ist“, betont
Area Sales Manager Dieter Pletscher.
Inzwischen wurden die Safety-Funktionen stetig weiterentwickelt: Der interne Kraftregler kann beim neuen
Tischroboter UR3 so programmiert
werden, dass er bei 50 Newtonmeter
automatisch stoppt. „Außerdem kann
der Roboterarm in zwei verschiedenen Modi der Sicherheitsfunktionen
betrieben werden – einem normalen
und einem reduzierten“, so Pletscher.
Dafür werden acht Sicherheitsfunktionen durch das Sicherheitssystem
UR Safety 3.0 überwacht, das durch
den TÜV Nord zertifiziert und getestet wurde, unterstreicht Pletscher.
Zertifizierung schafft Vertrauen
Stäubli baut die Sicherheitsfunktionen seiner Robotersteuerung aus, um
auch klassische Industrieroboter für
die Mensch-Maschine-Kooperation
zu öffnen. „Mit den wegweisenden
Funktionen unseres Safetycontrollers
CS9 werden wir die Mensch-RoboterKooperation
erheblich
vereinfachen“, verspricht Geschäftsführer
Gerald Vogt. Dazu habe man nicht
nur die überwachende Sicherheitssteuerung, sondern auch die Sicherheitsfunktionen selbst vom TÜV zertifizieren lassen: „Die Zertifizierung
der Sicherheitsfunktionen bringt dem
Anlagenbauer die notwendige Sicherheit. In der Vergangenheit war dies
gerade für kleine und mittlere Unternehmen noch ein Hinderungsgrund
beim Einstieg in die MRK.“
Schunk setzt ebenfalls auf zertifizierte Sicherheit: „Unser weltweit erstes
zertifiziertes Safety-Greifsystem ermöglicht eine sichere Mensch-Maschinen-Kollaboration auf engstem
Raum“, so Ralf Steinmann, Geschäftsbereichsleiter
Greifsysteme
bei Schunk. „Einzigartig ist, dass das
Safety-Greifsystem im sicheren Betriebshalt kontinuierlich bestromt
wird, so dass gegriffene Teile auch
ohne mechanische Greifkrafterhaltung gehalten werden.“ Sobald die
Schutzzone wieder freigegeben ist,
schaltet der Greifer verzögerungsfrei
in den regulären Betriebsmodus zurück. In Hannover will man das
Safety-Greifsystem nun auch mit einer sicheren Kamera und einer sicheren Steuerung kombinieren.
Fanuc ist mit dem grünen Collaborative Robot erst jüngst auf den Trend
zur Mensch-Roboter-Kollaboration
eingeschwenkt: Technische Details
verraten die Japaner allerdings noch
nicht. Vermutlich sorgen aber in alle
Gelenke eingebaute Kraft-MomentenSensoren sowie die SicherheitszonenSoftware Dual Check Safety dafür,
dass der Roboter sicher in der Nähe
des Menschen arbeiten kann. Weil
kein Leichtbauarm, sondern ein klassischer Industrieroboter in der grünen
Hülle steckt, können die Neuhausener auch Anwendungen mit schwereren Lasten adressieren.
Auch im automatischen Produktionsassistenten von Bosch werkelt ein Fanuc-Industrieroboter. Dieser ist für
die sichere Zusammenarbeit mit dem
Menschen mit einem Sensor-gespickten Kunststoffmantel umhüllt. Noch
bevor sich Mensch und Maschine berühren, stoppt der Apas Assistant. Sobald der Mensch den Gefahrenbereich
verlassen hat, setzt er die Arbeit fort.
„Das Besondere am Apas Assistant ist
der einzigartige, berührungslose Kollisionsschutz“, sagt Produktmanager
Wolfgang Pomrehn.. Außerdem sei
der Apas Assistant ein vollständiges
Automatisierungssystem mit einem
6-Achs-Industrieroboter, einem Greifer, einem 3D-Kamerasystem und einer Software, die alle Funktionalitäten
unter einer konfigurierbaren grafischen Benutzeroberfläche vereint.
Einfache Bedienung ist wichtig
Auch bei Mitsubishi Electric wird die
Mensch-Roboter-Kooperation (MRK)
mit vielen Entwicklungen vorangetrieben,
berichtet
Jan-Philipp
Liersch, Product Manager Robot Systems Central Europe. „Der Bereich der
Assistenz in der Fabrikation wird in
den nächsten Jahren von vielen Innovationen geprägt sein.“ Vor allem die
Detektion von Menschen, bevor eine
Berührung entsteht, werde die Leistungsfähigkeit steigern können.
Ein weiteres Thema sei die einfache
Programmierung und Inbetriebnahme. Liersch: „Denn selbst bei dem
menschlichsten Verhalten eines Roboters wird der Mensch dem Roboter immer sagen müssen, was zu tun ist.
Nur dann kann ein Roboter mit seinen
technischen Vorteilen einem Menschen in der Produktion assistieren.“
Kuka: Halle 17, Stand G04
ABB: Halle 11, Stand A35
Universal Robots: Halle 17, Stand C26
Stäubli: Halle 17, Stand B18
Schunk: Halle 17, Stand D26
Fanuc: Halle 17, Stand D24
Bosch: Halle 17, Stand C42
Mitsubishi: Halle 17, Stand B38
Nr. 4 / April 2015
Mensch & Roboter
Seite 19
MZ04
Fotowettbewerb: 5-Finger-Greifhand
Automation im Fokus: Mit dieser
Aufnahme der mechatronischen
5-Finger-Hand SVH von Schunk läutet die Automationspraxis den Fotowettbewerb „Automation im Fokus“ ein. Mithilfe von neun Antrieben können die fünf Finger der für
die Servicerobotik konzipierten
Greifhand unterschiedliche Greifoperationen ausführen. Elastische
Flächen an den vorderen Fingergliedern gewährleisten dabei den
zuverlässigen Halt der gegriffenen
Objekte, sogar einer Nadel (Bild).
Da die Steuer-, Regel- und Leis-
tungselektronik komplett in die Handwurzel integriert ist, lassen sich kompakte Lösungen realisieren. Für den
mobilen Einsatz ist die Energieversorgung auf 24 V DC ausgelegt.
Schunk GmbH & Co. KG
www.schunk.com
Hannover Messe Halle 17, Stand D26
Haben Sie auch Vorschläge für den Fotowettbewerb? Bitte senden Sie Ihre Bilder
an [email protected]. Die Preisverleihung findet auf der Motek 2015 statt.
Forschungsprojekt Manuserv
Mensch-Roboter-Kooperation zertifiziert durch Berufsgenossenschaft
Kann das der
Roboter machen?
Schutzzaunloser Roboter entlastet
Mitarbeiter bei Automobilmontage
Das RIF Institut für Forschung und
Transfer in Dortmund entwickelt eine
Entscheidungshilfe, mit der Unternehmen abschätzen können, ob die
Übertragung einzelner Handgriffe
oder Arbeiten auf Roboter in konkreten Arbeitssituationen sinnvoll ist
oder nicht. Das Projekt Manuserv
kombiniert dazu moderne Analyseund Simulationsverfahren.
„Ziel des Projekts ist es, ein System
zu schaffen, das es auch mittelständischen Unternehmen mit vielen
Handarbeitsplätzen und kleinen Serien erlaubt, den Einsatz von Robotern
für Teile ihrer Produktion konkret zu
planen“, so Projektleiter Frank Heinze. Dazu werden die Arbeitsabläufe
mit modernen Verfahren aus den Arbeitswissenschaften analysiert. Über
eine Datenbank wird dann abgeglichen, ob es für einzelne Handgriffe
und Aufgaben bereits passende Roboterkomponenten auf dem Markt gibt.
Sind die Komponenten verfügbar,
dann wird mit Simulationssoftware
anschaulich dargestellt, wie ein Robotereinsatz konkret aussehen würde. „Wir können mit unseren Simulationsmodellen sowohl die Bewegungen der Roboter als auch die der Menschen darstellen“, sagt RIF-Vorstand
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Roßmann. Das
virtuelle Testbed nutzt dafür vorhandene Daten: aus der Steuerung der
Roboter ebenso wie aus Arbeitswissenschaft und Ergonomie. „Virtuelle
Menschen werden von RIF schon seit
langem für die Planung von Arbeitsplätzen – ob in Fabriken oder Raumstationen – genutzt.“
Im virtuellen Testbed kann die Arbeit
der Roboter in den realen Arbeitsabläufen simuliert werden. „Damit
können Produktionsplaner relativ
rasch und unkompliziert überprüfen,
welche Prozesse für eine Automatisierung durch Roboter wirtschaftlich
interessant wären“, erläutert Prof.
Dr.-Ing. Bernd Kuhlenkötter von der
Technischen Universität Dortmund.
RIF e.V.
www.rif-ev.de
Hannover Messe Halle 16, Stand A10
Audi hat im Stammwerk Ingolstadt
erstmals einen Roboter im Serieneinsatz, der Hand in Hand mit dem
Menschen arbeitet – ohne Sicherheitsabsperrung und angepasst an
den Arbeitstakt des Mitarbeiters.
Für die Mitarbeiter der A4/A5/Q5
Montage im Ingolstädter Audi-Werk
bedeutet die direkte Kooperation zwischen Mensch und Roboter eine enorme Erleichterung: Bislang mussten
sie sich in Materialboxen beugen, um
die Kühlmittelausgleichsbehälter zu
greifen. Ein auf den ersten Blick einfacher Arbeitsschritt, der bei häufiger
Wiederholung jedoch schnell zu Rückenbeschwerden führen kann.
Diesen Arbeitsumfang übernimmt
von jetzt an der Roboter, intern als
Part4you
(Produktions-Assistent
reicht Teil) bezeichnet. Er arbeitet mit
den Audi-Mitarbeitern Hand in Hand
und ist mit einer Kamera sowie einem
integrierten Saugnapf ausgestattet.
Damit holt er Bauteile direkt aus den
Ladungsträgern und reicht sie dem
Mitarbeiter – ohne Schutzabtrennung, zur richtigen Zeit und in einer
ergonomisch optimalen Position.
„In einer Produktion mit zunehmender Variantenvielfalt ist Part4you eine
wichtige Unterstützung für den Mitarbeiter. Er wählt für ihn das korrekte
Bauteil aus und hält es bereit. Somit
sind weite Greifwege oder umständliches Bücken nicht mehr nötig. Der
Roboter wird zum Fertigungsassistenten, der sich dem Takt des Menschen anpasst – und nicht umgekehrt“, sagt Johann Hegel, Leiter
Technologieentwicklung Montagen.
Dank einer weichen Schutzhaut mit
integrierter Sicherheits-Sensorik besteht keine Gefahr für den Mitarbeiter. Weil Part4you die Sicherheitsvorgaben für kooperierende Robotersysteme erfüllt, hat das intelligente System das entsprechende Zertifikat der
Berufsgenossenschaft erhalten.
Mit einem baugleichen Roboter, der
mit einer Klebedüse statt mit einem
Saugnapf ausgestattet ist, arbeiten
die Ingolstädter Audi-Mitarbeiter im
A4-Karosseriebau bereits seit 2013
zusammen. Dort unterstützt der Roboter den Mitarbeiter beim Auftragen
von Klebenähten. Statt den Kleber
selbst auf die Karosserieteile aufzutragen, muss der Mitarbeiter diese
nur noch bereitlegen und den Vorgang starten.
Audi plant bereits weitere Einsatzmöglichkeiten von Mensch-RoboterKooperationen, auch an den internationalen
Produktionsstandorten.
Denn für Produktionsvorstand
Dr. Hubert Waltl eröffnet die MenschRoboter-Kooperationen ganz neue
Möglichkeiten: „Sie gibt uns die
Chance, anstrengende Routinetätigkeiten zu automatisieren und ergonomisch ungünstige Arbeitsplätze zu
optimieren.“ Eine menschenleere Fabrik werde es aber auch zukünftig
nicht geben. „Der Mensch wird weiterhin die Entscheidung über die Fertigungsvorgänge treffen.“
Peter Mosch, Gesamtbetriebsratsvorsitzender, ergänzt: „Wir sehen die
Chancen, die die voranschreitende
Vernetzung von Mensch und Maschine mit sich bringt. Entscheidend für
uns ist, wie diese Entwicklung gestaltet wird. Zu begrüßen ist sie für uns
dann, wenn sie weder Arbeitsplätze
gefährdet, noch dazu führt, dass der
Mensch entmündigt wird.“
Audi AG
www.audi.de
Hannover Messe Halle 2, Stand C40
Der Roboter wählt für
den Mitarbeiter das korrekte Bauteil aus und
hält es bereit. Somit sind
weite Greifwege oder
umständliches Bücken
nicht mehr notwendig
Extrem
schnell und
kompakt
Intelligente Kabelführung
durch hohles Handgelenk
Großer Arbeitsbereich
durch kompakte Bauform
Hohe Produktivität dank
kurzer Zykluszeiten
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Bischofstraße 99
47809 Krefeld
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Materialfluss & Intralogistik
Nr. 4 / April 2015
Seite 20
Kamera liefert 3D-Bild der Umgebung – Industrie-PC errechnet aus Steuerungsdaten
Die auf einem Industrie-PC ausgeführte Bildverarbeitungssoftware generiert aus den 3D-Kameradaten eine Skelettstruktur,
deren Bewegung analysiert wird
Mobilroboter reagiert auf Gesten
Das von Bär Automation gemeinsam mit dem Karlsruher Institut für
Technologie entwickelte Warentransportfahrzeug Fifi zeigt, dass
die vom Smartphone bekannte
Gestensteuerung weit mehr als eine Spielerei sein kann. Das Sehzentrum des autonomen Fahrzeugs
bildet ein Industrie-PC von B&R.
Fifi ist ein batteriebetriebenes Warentransportfahrzeug, das mit einer
3D-Kamera in der Lage ist, Menschen und deren Handbewegungen
zu erkennen und in Fahrbefehle umzusetzen. Die Kamera mit Infrarottiefensensor liefert ein 3D-Bild der
Umgebung. Die Software extrahiert
daraus eine Skelettstruktur der Personen im Sichtbereich, analysiert deren Armbewegungen, vergleicht sie
mit vordefinierten Gesten und erzeugt entsprechende Steuerbefehle.
„Dies erfordert einen leistungsfähigen Rechner für die Verarbeitung der
Algorithmen“, sagt der Steuerungsfachmann Dominik Merkel. „Darüber hinaus muss sich der PC wegen
des Batteriebetriebs durch eine geringe Energieaufnahme auszeichnen
und sehr kompakt sein.“
Mit dem Automation PC 910 haben
die Entwickler die passende Lösung
gefunden. Aus dem großen CPU-Programm haben sie ein CPU-Board gewählt, dessen Herz ein Intel Core-i7
mit vier Kernen ist. Als Visualisierungsplattform wird ein Automation
Panel 900 Multitouch mit 15-ZollBildschirm eingesetzt. Bei Bedarf
kann Fifi auch mit einem zweiten Panel ausgestattet werden. In beiden
Fällen sind die Visualisierungsgeräte
über SDL (Smart Display Link) mit
dem Vision-Rechner vernetzt.
Auf Basis der von der Bildverarbeitung erzeugten Steuerbefehle, bewegt die untergeordnete Steuerung
die entsprechenden Achsen des Fifi.
Ein Laserscanner überwacht den
Fahrbereich und verhindert Kollisionen mit Personen und Hindernissen.
So kann das Fahrzeug ohne Programmierung, Parametrierung oder
Anlernphase gelenkt werden.
Fünf verschiedene Betriebsmodi
gewährleisten Flexibilität
Noch mehr Flexibilität gewährleisten die fünf verschiedenen Betriebsmodi: Im Rangiermodus wird Fifi
durch Gesten gesteuert, wobei eine
Feinpositionierung zur Aufnahme
von Logistik-Ladungsträgern möglich ist. Der Folgemodus lässt Fifi
dem Nutzer auf den Fuß folgen, so
dass er seine Hände für andere Tätigkeiten frei hat.
Sind größere Warenmengen zu
transportieren, können mehrere
Fahrzeuge einem führenden Fifi im
Clustermodus hinterherfahren. Für
den konventionellen Betrieb als FTS
steht der Linienfolgemodus zur Verfügung. Damit kann der Nutzer das
Fahrzeug an ein vorprogrammiertes
Ziel schicken. Der fünfte Modus, der
Hybridmodus, stellt eine Kombination aus Folge- und Linienfolgemodus
dar. Das Fifi folgt der Strecke einer
Leitlinie und hält konstanten Abstand zum Nutzer.
„Durch diese Betriebsmodi ist das
Fifi nicht auf eine bestimmte Anwendung beschränkt. Prädestiniert ist
das Fahrzeug aber sicherlich für den
Einsatz in der Intralogistik und
amortisiert sich dort schnell in vielen Einsatzbereichen – vom Wareneingang über die Kommissionierung
bis zur Verpackung und dem Warenausgang“, sagt Geschäftsführer Ralf
Bär.
In einem Pilotprojekt bei einem
deutschen Automobilhersteller hat
Fifi bereits den ersten Praxistest in
der Kommissionierung erfolgreich
bestanden. Während der Kommissionierer Waren aus einem Regal
entnimmt, fährt Fifi im Hybridmodus automatisch neben ihm auf einer Spur her und bleibt immer auf
seiner Höhe. Dadurch hat der Arbeiter die Hände frei und muss weniger
Wegstrecken zurücklegen. Ist der
Kommissionierungsvorgang abgeschlossen, führt der Nutzer Fifi zu
einem Übergabepunkt. Ein Transponder im Boden veranlasst, dass
das Fahrzeug automatisch in den Linienfolgemodus wechselt und die
Ware wie ein FTS an den Zielort
bringt.
„In dieser Testanwendung hat sich
gezeigt, dass das Konzept absolut industrietauglich ist und von den Mitarbeitern schnell akzeptiert wird“,
berichtet Bär. „Die Forderung nach
wandlungsfähigen Produktionsanlagen sowie die demographische Entwicklung werden dazu führen, dass
solche Assistenzsysteme in immer
mehr Bereichen zu finden sein werden.“ Bär denkt daher bereits über
Varianten nach. „Die Realisierung
zusätzlicher Fähigkeiten, wie einer
Hubfunktion inklusive der Erweiterung der Gestensteuerung, ist auch
dank der leistungsfähigen B&R-Industrierechner absolut machbar.“
B&R Industrie-Elektronik GmbH
www.br-automation.com
Hannover Messe Halle 9, Stand D28
Fahrzeuge sehr beweglich
Niedrige Kosten, hohe Flexibilität
Baukasten für
den Transport
Mobiler Helfer
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die Fahrzeuge auf der Stelle drehen,
seitlich oder diagonal fahren. Diese
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auf der Stelle drehen,
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diagonal
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Nr. 4 / April 2015
Materialfluss & Intralogistik
Seite 21
Materialhandling in der Anarbeitung spürbar beschleunigt
Doppelspur-Transfersysteme
Automation optimiert Stahl-Materialhandling
Werkstückträger
transportiert
Mit einer Automatisierung hat der
Stahldistributor Schmolz + Bickenbach das Materialhandling in der
Anarbeitung spürbar beschleunigt.
Neben vier manuellen Bearbeitungsmaschinen wurde eine vollautomatische Sägezelle mit integriertem Sortierroboter an ein
raumoptimiertes Remmert-Brückenlager angeschlossen. Damit erfolgt das Handling vier mal schneller. Und die Maschinenauslastung
stieg um ein Drittel.
„Es erstaunt mich immer wieder, wie
schnell und effizient wir arbeiten, seitdem wir ein Automatiklager mit angeschlossener Sägezelle betreiben“, erzählt Prokurist Ralf Krumm. Neben
der Distribution von Stahlprodukten
verantwortet man am Standort Bielefeld auch umfassende Anarbeitungsleistungen für Kunden.
Um diese schnell realisieren zu können, ist das Unternehmen auf eine effiziente Bevorratung und Produktion
angewiesen. Rohre und Stäbe werden
daher in dem neuen Lager platzsparend in Türmen bevorratet. Früher lagerten die unterschiedlichen Stahlmaterialien in Hürden, die sich auf die gesamte Halle verteilten.
Mittelpunkt der neuen Lösung ist ein
Brückenlager. Auf 590 m² Grundfläche
stehen hier 667 Lagerplätze zur Verfü-
Gemeinsam mit dem Sägenhersteller
Amada entwickelte Remmert den Sortierroboter Amasort
gung. Das Lager erstreckt sich über 23
Gassen, die auf zwei Regalblöcke verteilt sind. Zwischen den Blöcken befindet sich ein Hallentor, durch das der
An- und Abtransport des Materials erfolgt. Die Platzersparnis durch das
raumoptimierte Langgutlager beträgt
etwa 20 Prozent. Dieser Platz wird
heute für weitere Anarbeitungsschritte genutzt.
Zudem wurde eine hochmoderne Sägezelle integriert. Sie besteht aus einem Einzelstab-Handling (Pick-System) und einer Bandsäge. Das Pick-
System entnimmt den Stahl aus den
Kassetten und führt ihn der Säge zu.
Nach der mannlosen Bearbeitung
sorgt es für die Rücklagerung des Restmaterials. Gesteuert wird die Säge –
wie alle Lagerprozesse – über die Logistiksoftware Pro FMS Enterprise Sägen mit Schnittstelle zu SAP.
Ein entscheidendes Kriterium war
auch die automatische Absortierung
der Zuschnitte. Gemeinsam mit dem
Sägenhersteller Amada entwickelte
Remmert deshalb im Zuge des Projektes den Sortierroboter Amasort. Die
modulare Automationslösung besteht
aus einem hydraulischen Portalgreifer,
Fördertechnik und einem 6-Achs-Roboter. Sie ermöglicht die vollautomatische Absortierung von bis zu 100 kg
schweren Sägezuschnitten. Schmolz
+ Bickenbach kann so sogar über
Nacht große Stahlmengen mannlos
bearbeiten und verpacken. Der Durchsatz am Standort Bielefeld stieg dadurch erheblich. Darüber hinaus werden vier weitere Sägen mit Werkstoffen aus dem Brückenlager versorgt.
Das Materialhandling erfolgt im Gegensatz zur automatisierten Sägezelle
per Kran, die Absortierung übernehmen Mitarbeiter.
„Durch das neue Langgutlager haben
sich auch in diesem Bereich die Prozessabläufe entschieden verbessert“,
so Borgmann. „Wir planen jedoch,
künftig die manuelle Bearbeitung zurückzufahren. Denn dank Remmert
verfügen wir nun über ausreichend
Kapazitäten, um die vollautomatische
Anarbeitung Schritt für Schritt auszubauen.“
Friedrich Remmert GmbH
www.remmert.de
Transfersystem der Baureihe MTS 3
für geringere Gewichte
Schnaithmanns modulare Doppelspur-Transfersysteme der Reihe MTS
3 werden in der Montagetechnik zum
Puffern, Speichern, Entkoppeln und
Transportieren von Werkstückträgern
eingesetzt. Die Werkstückträger sind
für Gewichte bis 200 kg und Geschwindigkeiten von 12 m/min geeignet. Kundspezifische Werkstückträger können verwendet werden. Als
Transportmedium dienen Gurtbänder, Zahnriemen, Staurollenketten,
Duplexketten oder Scharnierbandketten. Neben Bändern stehen Module
für die Kurven- und Umlenkungstechnik, zur Vereinzelung, Positionierung und Stauregulierung sowie Hebeeinrichtungen bereit.
Schnaithmann Maschinenbau GmbH
www.schnaithmann.de
Lasermarkierer plus Code-Leser sichern Turbolader-Rückverfolgbarkeit
Kennzeichnen und Gegenlesen
In einer vollautomatischen Montageanlage für Turbolader hat Hahn
Automation ein Lasermarkiersystem und einen QR-Code-Leser von
Keyence installiert, um die Rückverfolgbarkeit der Kfz-Motorkomponenten sicherzustellen.
Hahn baut in Rheinböllen vollautomatisierte Montage- und Prüfanlagen für Automobilzulieferer,
Haushaltsgeräte-Produktion und die
Medizintechnik. Das modulare Mastercell-Konzept sorgt dabei für die geforderte Flexibilität der Anlagen. Auf
dieser Basis hat Hahn für einen Hersteller von Kfz-Motorkomponenten
eine vollautomatische Linie zur Endmontage von Turboladern realisiert.
In den einzelnen Stationen werden
die Turbinengehäuse mit dem Krümmer, die Rumpfgruppe und der Aktuator zusammengeführt, ausgerichtet, montiert, per Laserschweißen
verbunden, eingestellt und geprüft.
Im Anschluss an die Montage kennzeichnet ein Lasermarkiersystem
MDV9900A die fertigen Baugruppen
mit einem QR-Code. Die von der Maschinensteuerung generierten und
vom MD-V9900A erzeugten Codes
werden in einer Datenbank abgelegt.
Im nächsten Schritt werden die Markierungen von einem QR Code-Leser
gegengelesen. „Damit stellen wir sicher, dass die Beschriftungsqualität
stimmt und der Code alle gewünschten und dokumentierten Informationen enthält“, erklärt Florian Köser,
Leiter Marketing bei Hahn. Zum Einsatz kommt ein Codeleser SR-D 100,
der sich durch hohe Lesegeschwindigkeit auch bei widrigen Umgebungsbedingungen auszeichnet.
Mit dem QR-Code stellt der Turboladerhersteller die vollständige Rückverfolgbarkeit der gefertigten Bautei-
Wandelbare Automation –
APAS family
Das MD-V9900A bringt auch auf gewölbten
Oberflächen lesbare Kennzeichnungen auf
le sicher. Köser: „Die Turbolader können einzelnen Produktionschargen
zugeordnet werden – das ist wichtig
zum Beispiel für die Gewährleistung.“
Bei der Auswahl von Kennzeichungsund Lesegerät waren drei Faktoren
maßgeblich: Zykluszeit, Markierqualität und Integrationsfähigkeit. Auch
die Kosten spielten natürlich eine Rolle. Bevor die Entscheidung für Keyence fiel, prüften die Verantwortlichen
in Vorversuchen auch Geräte von anderen Herstellern. Mit der Wahl ist
man in Rheinböllen rundum zufrieden. „Die Integration in unsere Montage- und Prüfanlagen ist sehr einfach
und die Ergebnisse sind sehr gut.“
Keyence Deutschland GmbH
www.keyence.de
Hannover Messe Halle 7, Stand A49
Flexible Automatisierung für die Fabrik
der Zukunft. Mit den standardisierten
Produktionsassistenten APAS assistant,
APAS inspector und APAS flexpress unterstützen wir Sie auf dem Weg in die intelligente Produktion von morgen.
www.bosch-apas.com
Vision & Qualitätssicherung
Nr. 4 / April 2015
Seite 22
Automation holt mehr Leistung aus Produktionsanlagen heraus
Vision optimiert Anlageneffektivität
Mit spezieller Software und optischer Inspektion steigert Strelen
Control Systems die Anlageneffektivität (OEE) in der Nahrungsmittel-, Verpackungs- und Pharmaindustrie. Die Systemlösungen
messen, regeln und überwachen
Produktionslinien in Echtzeit und
permanent.
Ziel der Strelen-Ingenieure ist es, Kosten durch ungeplante Produktionsunterbrechung, reduzierte Geschwindigkeit oder Ausschuss zu senken oder
ganz zu vermeiden. Dafür haben sie integrierte Softwarelösungen und optische Inspektionssysteme entwickelt,
die Produktions- und Verpackungsprozesse lückenlos überwachen und
vollautomatisch und kontinuierlich die
Anlageneffektivität (OEE) ermitteln,
aufzeichnen und auswerten. Diese permanenten Pulsmesser der Produktionsanlagen ermöglichen umgehende
Fehlerkorrektur und verringern so Ausschuss oder Maschinenstillstand.
Die OEE-Software ist modular aufgebaut und lässt sich an spezifische
Produktionsbedingungen anpassen.
Die Module bestehen aus OEE-Berechnung, Kennzahlen-Schnittstelle, MESInterface, Produktzähler und dem
Qualitätsmodul, das die tatsächliche
Qualität der produzierten Stücke ermittelt.
Zu den optischen Inspektionswerkzeugen gehören der Safe Ident Slab
Control zur dreidimensionalen Messung von Transportbändern, das Safe
Ident Packaging, eine optische Pro-
duktionskontrolle zur Inspektion der
Endverpackung, die Safe Ident Verschlusskontrolle zur Überprüfung von
Verschlüssen auf Flaschen, Dosen
oder Kartons, und die Remote Bakery
Product Inspection, ein Tool für Qualitätsanalyse und Optimierung der Krumenstruktur bei Backwaren. Bei allen
Safe
Ident-Inspektionswerkzeugen
werden neueste Methoden industrieller Bildverarbeitung genutzt.
Die Systeme sind vor allem bei Nahrungsmittelherstellern in Deutschland
und Asien im Einsatz. Auch in der Verpackungs-, der Pharmaindustrie und
der Teilefertigung sind Systeme bereits
installiert.
Strelen Control Systems GmbH
www.strelen.com
Bildverarbeitungs-Systeme überwachen die Produktion von Nahrungsmitteln und die Verpackung von Waren und verbessern automatisch die Anlageneffektivität
Messe im Mai steht im Fokus von Sensorik und Messtechnik
Sensor+Test und Control sind auf Erfolgskurs
„Die Control 2015 ist stramm auf Erfolgskurs“, vermeldet stolz Messeveranstalter Paul Schall. Schon Monate vor der 29. Ausgabe der internationalen Fachmesse für Qualitätssicherung waren 97 Prozent der Hallenflächen fest gebucht. Die 29. Control wird vom 5. bis 8. Mai 2015 in
Stuttgart auf über 50 000 m² das Angebot von rund 900 Ausstellern aus
ca. 30 Nationen zeigen.
Eine starke Zunahme an Ausstellern
gebe es insbesondere im Segment der
industriellen Bildverarbeitung und Visionssystemen, so Projektleiterin Gitta
Schlaak. Hier habe die internationale
G3-Initiative für Standardisierung die
Voraussetzung geschaffen, um die vor
allem für die Systemintegration notwendige Schnittstellen-Standardisierung voranzutreiben.
Auch im Rahmenprogramm spielt die
Vision-Technologie eine tragende Rol-
le. So beleuchtet die Fraunhofer-Allianz Vision in Halle 1, Stand 1502, die
industrielle
Bildverarbeitung
als
Schlüsseltechnologie für die Industrie
4.0. Zudem richtet die Fraunhofer-Allianz Vision die 11. Sonderschau Berührungslose Messtechnik aus (Halle
1, Stand 1602). Ergänzt wird das Ganze durch das Event-Forum des Fraunhofer IPA (Halle 7, Stand 7504). Hier
steht die Multisensorik in der Messund Prüftechnik im Fokus.
Auch bei der Sensor+Test (19. bis
21.5.2015 in Nürnberg) ist Holger Bödeker, Geschäftsführer der veranstaltenden AMA Service, optimistisch, die
guten Zahlen von 2014 zu erreichen.
Vergangenes Jahr verzeichnete die
Nürnberger Messtechnik-Messe mit
7983 Fachbesuchern eine leichte Zunahme und legte bei den Ausstellern
auf 575 sogar deutlich zu. Diesjähriges Schwerpunkt-Thema ist die
Umweltmesstechnik. „Denn das präzise Monitoring von Umgebungsbedingungen ist eine immer wichtigere Aufgabe für Sensorik, Messund Prüftechnik“, so Bödeker.
Im Fokus steht vor allem die Luftgütemessung. Zur Umweltmesstechnik gibt es in Halle 12 ein Sonderforum sowie Vorträge im Vortragsforum der Messe. Auch auf den parallel stattfindenden wissenschaftlichen AMA-Kongressen spiele die
Gasmesstechnik ebenfalls eine wichtige Rolle, betont Bödeker. Hinzu
kommen Themen wie Sensoren für
die Medizintechnik, Mikro- und Nanotechnologien für die Sensorik,
adaptive Optik in der Messtechnik
oder Fortschritte in der Durchflussmesstechnik.
www.control-messe.de
www.sensor-test.de
Blick in die Smart Electronic Factory
Industrie 4.0 in der realen Fabrik: Fehler erkannt, Problem gebannt
Elektronik-Fabrik analysiert
Qualitätsdaten automatisch
Erste Schritte in Richtung Industrie
4.0 geht der Elektronik-Fertiger
Limtronik in Zusammenarbeit mit
dem MES-Anbieter Itac Software.
In der Smart Electronic Factory in
Limburg lernen Maschinen aus
Fehlern und sollen sich künftig
selbst optimieren.
Die Demonstrationsplattform Smart
Electronic Factory ist in der realen
Elektronikfabrik von Limtronik implementiert. Realisiert wird das Projekt von einem Konsortium aus mittelständischen Softwarehäusern wie
Itac, In-integrierte Informationssysteme und Dualis sowie internationalen Data-Analytics-Spezialisten wie
Warwick und Actuate. Auch Forschungseinrichtungen wie die Technische Hochschule Mittelhessen
(THM) beteiligen sich.
„Der Fokus unserer Smart Electronic
Factory liegt im ersten Schritt darauf,
Algorithmen zu entwickeln, die qualitätsbeeinflussende Faktoren aus
der Datenflut einer Fabrik automatisch ermitteln können“, erklärt
Limtronik-Geschäftsführer
Gerd
Ohl. Mittels der stetigen Analyse von
Maschinen- und Prozessdaten sollen
künftig eine automatische Fehlerursachenerkennung und ein intelligenter Big Data Analytics-Regelkreis
entstehen.
„In unserer Smart Electronic Factory
werden bereits heute für jeden primären Fertigungsschritt Maschinen-,
Prozess- und Qualitätsdaten eigenständig erfasst und analysiert. Durch
Korrelationsanalysen kann ein automatischer Rückschluss auf die prozessbezogene Fehlerursache erfolgen“, erklärt Ohl: „Die automatische
Fehleranalyse mündet in der ständigen Behebung der Ursachen und
Prozessfehler, bevor sich diese auf
die Produktion auswirken können.“
Die Smart Electronic Factory wird
Schritt für Schritt weiter ausgebaut.
Der Endausbau zeigt die selbstlernende Maschine im Sinne der Industrie 4.0. Diese wird unter dedizierten
Bedingungen Fehlerursachen identifizieren und geeignete Maßnahmen
zu deren Vermeidung einleiten.
Limtronik GmbH
www.limtronik.de
Hannover Messe Halle 7, Stand A04
OCR- und Barcode-Funktionen verbessert
Kontrollabläufe schnell umsetzen
Mit Microscans Autovision-Suite können auch unerfahrene Benutzer
schnell komplexe Kontrollabläufe
umsetzen. Mit der OCR-Funktion Intellitext in der Version 3.0 kann nun
auch schlecht lesbarer Text entziffert
werden, wie auf Etiketten und Verpackungen aufgedruckte Datum- und
Chargenangaben. Die neuen Überprüfungsfunktionen für Barcodequalität gewährleisten eine dauerhafte
Lesbarkeit von Codes entlang der Lieferkette. Neu ist zudem die Web-Be-
nutzeroberfläche Cloudlink, über die
Anwender die Kontrollergebnisse via
Browser anzeigen können.
Alle Smart-Kameras von Microscan,
darunter die neue Vision Mini Xi mit
integriertem Ethernet, basieren auf
der gleichen Bildverarbeitungssoftware-Plattform. So können Jobs unkompliziert zwischen verschiedenen
Kameras übertragen werden.
Microscan Systems Inc.
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Kompakte Smart-Kamera senkt Einstiegshürden
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CAM__SC=432.576
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CAM__SC=538.473
=95,628
d=26,952mm
d=2,739µm
Print Quality = O.K
B I LDVERAR B EITU NG
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Einfach wie ein Sensor
Datalogics Smart Kameras der P-Serie bieten die Funktionalität einer Smart-Kamera im kompakten Format eines Vision-Sensors. Die integrierten Objektive und Beleuchtungen lassen sich einfach und modular austauschen. Fünf Brennweiten und sieben Beleuchtungs-Varianten ergeben insgesamt 70 verschiedene Kombinationen, was für eine hohe Flexibilität sorgt. Die P-Serie ist
in zwei Auflösungen erhältlich: VGA und 1,3 MP.
Die Smart-Kamera ist mit
der Impact Lite Software
für eine schnelle Programmierung
ausgestattet.
Dank der einfachen Implementierung ebnen die kosteneffizienten P-Serie-Kameras den Einstieg in die
Bildverarbeitung.
Die P-Serie ist modular
aufgebaut
Datalogic S.p.A
www.datalogic.com
Nr. 4 / April 2015
Vision & Qualitätssicherung
Seite 23
Universeller Verkabelungskopf mit zwei Fingern sorgt für Flexibilität
Mit Lasertriangulation Fehler vor dem Entstehen entdecken
Roboter verkabelt Leuchten
mit Kamera-Unterstützung
3D-Bildverarbeitung prüft Autositze
Der Roboter Syndy der italienischen System Robot Automazione (SRA) verkabelt elektrische
Leuchten vollautomatisch, präzise
und zuverlässig. Leichte Geometrieabweichungen korrigiert der
Kawasaki-Arm dank eines Bildverarbeitungssystems mit Kameratechnik von AVT.
SRA aus Visano hat langjährige Erfahrung in der Entwicklung von Automatisierungssystemen für die Beleuchtungsindustrie. Das jüngste System Syndy basiert auf einem Sechsachs-Roboter von Kawasaki. Das System rollt Elektrokabel aus, schneidet
sie, entfernt die Isolierung und verbindet vollautomatisch.
Hierzu ist der Arm mit einem speziell
entwickelten Verkabelungskopf ausgestattet. Diese robuste und universelle Roboterhand verfügt über zwei
Finger, mit denen sie im selben Arbeitsvorgang die beiden gängigsten
Verbindungsklemmen
verkabeln
kann – nämlich den Push-In-Steckverbinder und die IDC-Klemme. Dadurch haben Leuchtenhersteller weiter die volle Freiheit bei der Auswahl
ihrer Komponenten.
Manta G-046B Monochrom-Kamera.
„Wir haben uns diese Kamera ausgesucht aufgrund ihrer hohen Bildqualität und vor allem der hohen Bildrate, die wir für eine schnelle Bilderfassung und -analyse brauchen“,
erklärt Marino Chiappa, Sales Manager bei SRA. Die robuste Manta
G-046B bietet eine XGA-Auflösung
(780 x 580 Pixel) und liefert 67 Bilder
pro Sekunde bei voller Auflösung.
Dank des Gigabit Ethernet Interfaces
wird die Entfernung zwischen der Kamera und dem Host-PC problemlos
mit einem Kabel überbrückt.
Die Kamera ist mit einem 16-mm-Objektiv von Tuss Vision und einem grünen Bandpassfilter von Midwest Optical Systems ausgestattet. Das Objekt
wird nämlich durch einen grünen
LED-Ringblitz beleuchtet. Im Zusammenspiel mit dem Filter erhöht diese
Beleuchtung den Kontrast. Zudem
wird so sichergestellt, dass das Objekt unabhängig von wechselnden
Umgebungslichtverhältnissen immer
korrekt beleuchtet wird, da der Roboter nicht in einer geschlossenen Kabine eingeschlossen ist. Die Bildauswertung erfolgt mit Hilfe der CognexSoftware Visionpro.
Der Roboterarm ist mit einem
speziell entwickelten Verkabelungskopf mit zwei Fingern sowie einem Kamerasystem ausgestattet
Das Objekt wird durch einen
grünen LED-Ringblitz beleuchtet. Das erhöht den
Kontrast und stellt sicher,
dass das Objekt unabhängig
von wechselnden Umgebungslichtverhältnissen immer korrekt beleuchtet wird
Das zu verkabelnde Modul wird vor
dem Roboter auf einem Arbeitstisch
positioniert. Der Träger für das Werkstück wird mit Hilfe von Magnetbefestigungen auf einem Lochraster
verankert. Dies lässt sich einfach,
schnell und ohne Werkzeug von einem Mitarbeiter erledigen.
Syndy kann mit einem Bildverarbeitungssystem ausgestattet werden. Die
Kamera prüft dann, ob die Leuchte
korrekt positioniert ist und ob alle zu
verkabelnden Stecker vorhanden
sind. Sollte das System eine Abweichung vom Referenzmuster feststellen, werden die Fehler auf dem Bildschirm angezeigt. Der Vorgang kann
nicht gestartet werden, solange das
Problem nicht gelöst wurde.
Diese Prüfung im Vorfeld stellt sicher,
dass die vorprogrammierten Positionen des Roboters auf die zu verarbeitende Leuchte abgestimmt sind. Die
Top-Version des Systems überprüft
sogar während des Arbeitsvorgangs
die Position jeder einzelnen Komponente und passt das Verkabelungsprogramm dynamisch an.
Das Auge des Vision-Systems ist eine
Zu Syndys Aufgaben gehört nicht nur
die Verkabelung, sondern auch das
Testen der elektrischen Verbindungen. Der Roboter wird bei vielen Herstellern bereits erfolgreich eingesetzt.
Allied Vision Technologies GmbH
www.alliedvisiontec.com
Mit dem Systemintegratoren Gips
Vision hat Stemmer Imaging ein
Bildverarbeitungssystem zur 3D-Inspektion von Schaumstoffblöcken
für Autositze realisiert. Die Kontrolle vor dem Spritzgießen spart
Kosten und Ressourcen.
Zum Einsatz kommt das Dakota getaufte System bei der Herstellung von
Schaumstoffteilen aus Polyurethan.
„Diese Anlagen sind bereits weltweit
im Einsatz und haben sich als schnelles 3D-System für die Qualitätskontrolle von im Spritzgussverfahren
Die Einsatzteile bestehen aus verschiedenen Materialien und weisen
unterschiedliche Größen, Stärken,
Farben und Formen auf. Verwendet
werden unter anderem Metalldrähte,
Plastikclips oder Schaumblöcke.
Dabei lässt sich das System an unterschiedliche Formen und Träger sowie
Geschwindigkeiten der Fertigungslinie anpassen. „Ein System in den
USA prüft Formen mit einer Größe
von 1700 Millimeter, das entspricht
einer kompletten Rücksitzbank, auf
einer Fördereinrichtung, deren Geschwindigkeit 14 Meter pro Minute
beträgt“, nennt Equoy ein Beispiel.
Das Konzept ist aber keineswegs auf
den Automobilbereich beschränkt.
„Es eignet sich auch für andere Anwendungsbereiche.“ Rein mechanisch ist es dafür flexibel genug: Erst
kürzlich wurde Dakota in eine Drehtisch-Fertigungslinie eingebaut, bei
der die einzelnen Produktionsschritte
über einen Kreisförderer miteinander
verknüpft sind.
Stemmer Imaging GmbH
www.stemmer-imaging.de
Hannover Messe Halle 17, Stand B15
FAST
BUT
SERIOUS
Die neue USB 3 uEye CP Unglaublich schnell,
unglaublich zuverlässig,
unglaubliche Sensoren
hergestellten
PU-Schaumstoffblöcken erwiesen“, freut sich Frédéric
Equoy, Gründer und Geschäftsführer
von Gips Vision.
Im Fall der Autositze werden vor dem
Spritzvorgang bestimmte Einsatzteile
von Hand in die Spritzgussformen
eingelegt. „Diese Feinarbeit lässt sich
nicht automatisieren“, so Equoy.
„Angesichts der hohen Produktionsgeschwindigkeit kommt es bei diesem manuellen Arbeitsgang häufig
zu Fehlern, die zu unvollständigen
Spritzgussteilen oder Produkten mit
falsch positionierten Einsatzteilen
führen.“ Die schwerwiegenden Mängel des Endprodukts sind aber nach
dem Erstarren des Schaumstoffs nur
schwer zu erkennen.
Das 3D-Prüfsystem Dakota entdeckt
Fehler, noch bevor sie entstehen.
„Dakota überprüft vor der Füllung
der Spritzgussform, ob alle eingesetzten Teile vorhanden sind und sich an
der richtigen Stelle befinden“, so
Equoy. „Nur wenn alle Voraussetzungen erfüllt sind, gibt das System die
Form frei.“ So vermeidet das VisionSystem die Fertigung fehlerhafter
Schaumstoffteile sowie Materialverschwendung – denn bei fehlerhaften
Teilen kann der einmal verfestigte
Schaumstoff nicht erneut verwendet
werden. Zudem macht Dakota eine
visuelle Überprüfung des fertigen
Schaumstoffteils überflüssig und
spart somit Arbeitszeit.
Grundlage der Prüfanlage ist ein
3D-Bildverarbeitungssystem auf Basis der Lasertriangulation. Die Spritzgussform wird dabei durch eine Laserbeleuchtung von Z-Laser gescannt. Eine Hochleistungskamera
von Automation Technology nimmt
pro Sekunde bis zu 1000 der so entstehenden Laserprofile mit einer Breite von 2000 Pixeln auf.
So werden aus den Laserprofilen Höhenangaben ermittelt und ein 3D-Bild
der Spritzgussform samt der genauen
Position der Einsatzteile erzeugt. Träger für Träger prüft Dakota so die
Bau- und Einsatzteile, die in das
Schaumstoffteil eingegossen werden.
Die Prüfanlage arbeitet mit
einem 3D-Bildverarbeitungssystem auf Basis der
Lasertriangulation
USB
3.0
PLUG & PLAY
BILDSPEICHER
PIXELVORVERARBEITUNG
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Integrierte Automation
Nr. 4 / April 2015
Seite 24
Adressvergabe aus dem Engineering in die Automatisierungsgeräte verlagert
Webportal für Servicetechniker und Bedienpersonal
Mit Digitalisierung zu mehr
Produktivität in der Industrie
Die Digitalisierung hat sich zum entscheidenden Wachstumshebel in nahezu allen Branchen der Industrie entwickelt, betont Anton S. Huber, CEO der
Division Digital Factory bei Siemens:
„Heute sind echte Effizienzsprünge nur
noch zu erreichen, wenn wir Systeme
und Prozesse entlang des gesamten
Produkt- und Produktionslebenszyklus
eng miteinander verzahnen und optimieren.“ Mit Ansätzen wie Totally Integrated Automation (TIA), Integrated
Drive Systems (IDS), Ausbau der Industriesoftware sowie datenbasierte
Services will Huber daher den Weg in
die Industrie 4.0 ebnen.
Unter dem Begriff „Digital Enterprise“
biete man eine zukunftsfähige Software-Plattform, um die umfänglichen
Die Digital Enterprise Software Suite
ist Siemens' Antwort auf die Anforderungen von Industrie 4.0
Anforderungen von Industrie 4.0 in
den kommenden Jahren erfüllen zu
können. „Der komplette Produkt- und
Produktions-Lifecycle lässt sich bereits heute durchgängig integrieren“,
erklärt Huber. Besondere Aufmerksamkeit richtet Siemens dabei auf die
Verschmelzung der virtuellen mit der
realen Welt: „Die digitale Fabrik ist
keine Vision mehr. Unsere Softwarelösung Teamcenter fungiert als zentraler
Data Backbone.“
Ein wichtiger Schritt zur digitalen Fabrik ist die vereinfachte Verwaltung in
Auf Auftragsdokumentation
von Maschinen mobil zugreifen
industriellen Netzwerken. Im Rahmen
des Projekts Effortless Communcation
verlagert der Konzern daher die Vergabe von Adressen aus dem Engineering
in die Automatisierungsgeräte. So
können sich Geräte selbst eindeutige
Adressen automatisch zuweisen, ohne
dass eine zentrale Instanz wie ein
Adress-Server erforderlich ist. Darüber
hinaus vereinfacht das System den
Einsatz von Fernwartungsservices
und erhöht deren Sicherheit.
Auch in der Antriebstechnik stehen
die Zeichen im Rahmen der Integrated
Drive Systems auf Integration. „Nahezu jede Siemens-Antriebskomponente
lässt sich nahtlos in jedes Antriebssystem, jede Automatisierungsumgebung
und in den gesamten Lebenszyklus
der Anlage integrieren“, verspricht Peter Herweck, CEO der Division Process
Industries and Drives. Simotics-Reluktanzmotoren mit maximaler Energieeffizienz und höchster Dynamik, eine
neue Achshöhe der Niederspannungsmotoren Simotics FD sowie die modularen Hochspannungsmotoren Simotics HV M erweitern das umfangreiche
IDS-Portfolio nochmals.
Siemens AG
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Das Manufacturing
Execution
System
(MES) Hydra
eignet sich
als zentrale
Informations- und
Datendrehscheibe in
der Produktion
Montage bis zum Servicemanagement.
Für das operative Instandhaltungsund Wartungsgeschäft gibt es die
Lösung AMS Servicemanagement.
Hiermit können Anwender sämtliche Wartungs-, Reparatur- und Umbauaufträge inklusive der Ersatzteilbeschaffung und Personaleinsatzplanung durchgängig organisieren.
Der Verbund aus Auftragsmanagement, Servicemanagement und Auftragsdokumentation stellt sicher,
dass Maschinen- und Anlagenbauer
ihre Haftungsrisiken beherrschen.
AMS Solution AG
www.ams-erp.com
Hannover Messe Halle 7, Stand E40
Ständige Synchronisation mit einem zentralen System ist unabdingbar
Zentrale Infodrehscheibe
für die Dezentralisierung
Dezentralisierung in der Organisation ist ein wichtiger Schritt auf
dem Weg in die Industrie 4.0 –
aber ohne ein Manufacturing Execution System (MES) als zentrale
Datendrehscheibe funktioniert das
Ganze nicht, betont MPDV.
Eine Flexibilisierung von Prozessen
kann nur mit einer Dezentralisierung
einhergehen, da ansonsten die Komplexität einer hierarchischen Fertigungssteuerung nicht mehr beherrschbar wäre. Daher halten immer
mehr selbstregelnde Systeme Einzug
in die Fabrikhallen. Dabei geht es
nicht immer um intelligente Maschinen, sondern häufig um intelligente
Prozesse und mehr Entscheidungsfreiheit für die Mitarbeiter.
Ein einfaches Beispiel einer selbstregelnden Anwendung ist Kanban.
Teile werden hier nur dann gefertigt,
wenn sie benötigt werden. Der Auslöser zur Nachproduktion kommt dabei
aus dem Feld und nicht aus der zentralen Planung. Durch die Erweiterung um eine elektronische Komponente zum E-Kanban werden die
Abläufe transparent.
FER ROBOTICS
www.ferrobotics.com
Über ein Webportal ermöglicht es
der Softwarehersteller AMS Servicetechnikern und Maschinenbedienern, mobil auf die technische
Auftragsdokumentation von Maschinen und Anlagen zuzugreifen.
Mit Tablets oder Notebooks kann
man sich durch die gesamte Anlage
bis in das letzte Bauteil hineinbewegen und service-relevante Informationen wie Wartungsanleitungen aufrufen. Die technische
Auftragsdokumentation ist Teil
des Auftragsmanagementsystems
ams.erp, mit dem Maschinen- und
Anlagenbauer den kompletten Lebenszyklus ihrer Produkte steuern
können – von der Konstruktion
über Produktion, Einkauf und
Auch ein Transportmanagement
kann dezentral organisiert werden.
Hierzu bekommt der Werker an der
Maschine bzw. am Arbeitsplatz die
Möglichkeit, Transportaufträge zu generieren: z. B. eine volle Palette soll
abgeholt und eingelagert werden.
Auch die Anlieferung von Rohmaterial oder eines Werkzeugs ist mit solch
einem dezentralen Ansatz möglich.
Durch ein intelligentes Verteilungsverfahren und die Entscheidungsfreiheit der Transporteure wird sichergestellt, dass kein zentraler Eingriff nö-
tig ist. Koppelt man das Ganze mit einem fahrerlosen Transportsystem,
können die Transportaufträge sogar
automatisch abgearbeitet werden.
Kombiniert man nun E-Kanban mit
einem Transportmanagement, so reduziert sich der Aufwand weiter. Zur
Unterstützung können wiederbeschreibbare RFID-Tags verwendet
werden, die Informationen über den
Kanban-Kreislauf sowie über das Material im Behälter dezentral speichern. Alternativ ist die Kennzeichnung der Behälter mit einem Barcode
möglich, wobei alle zugehörigen Informationen dann zentral im System
gespeichert werden.
Unabhängig von der Anwendung und
deren Automatisierungsgrad ist die
ständige Synchronisation mit einem
zentralen System unabdingbar – aus
Transparenzgründen und um kritische Situationen möglichst früh erkennen zu können. Ein System, das
viele dezentrale Prozesse synchronisieren soll, muss dazu einerseits über
ein breites Feld an Informationen verfügen und andererseits echtzeitfähig
sein, um die Infos auch nutzen zu
können. Das Manufacturing Execution System Hydra erfüllt
diese Anforderungen und
eignet sich daher als zentrale
Datendrehscheibe in der
Produktion.
Das Wissen über die Maschinen und Werkzeuge, das
Material, die Aufträge sowie
das Fertigungspersonal befähigt ein MES, zentrale Synchronisationsaufgaben zu
übernehmen. Andererseits
kann ein solches System
auch dezentrale Planungsszenarien überwachen und synchronisieren. Spätestens wenn es darum
geht, alle in der Fertigung erfassten
Daten zu verdichten und an ein überlagertes ERP-System zurückzumelden, wird deutlich, dass eine dezentrale Organisation zwar von Vorteil
sein kann, ab einem gewissen Punkt
eine zentrale Instanz jedoch unverzichtbar ist.
MPDV Mikrolab GmbH
www.mpdv.de
Hannover Messe Halle 7, Stand A12
Nr. 4 / April 2015
Integrierte Automation
Seite 25
Die intelligente Produktion von morgen bereits heute im Einsatz
Modell einer realen Anlage verdeutlicht Dezentralisierungsvorteile
Flexible Fertigung für I/O-Module
Schleusenanlage wird
verteilt automatisiert
Die Zukunftsvision der Industrie
4.0 setzt Phoenix Contact bei der
Herstellung von I/O-Modulen der
Familie Axioline bereits um. Denn
das Unternehmen hat erkannt,
dass aufgrund der stetig steigenden Artikelvarianz bei gleichzeitig
sinkenden Losgrößen eine alternative Fertigungsstrategie notwendig
ist: weg von starr verketteten Maschinen, hin zu flexibel nutzbaren
Systemen.
Freigeben im Ablauf-Editor des Leitsystems per Plug & Work an das
Bandumlaufsystem angedockt werden. So lassen sich Anlaufszenarien
neuer Artikel besser abbilden.
Zudem kann der Hersteller durch eine gezielte Kapazitätserhöhung kurzfristig auf steigende Absatzmengen
reagieren. Darüber hinaus sind technologische Weiterentwicklungen von
Produktionsprozessen schnell umsetzbar, indem lediglich einzelne Pro-
anlage ausgeführten Prozesse. Die
vor Ort tätigen Mitarbeiter können
die Prozessabläufe in Abhängigkeit
von der Artikelvariante selbst anpassen, parametrieren oder sogar neue
Artikelvarianten anlegen – ganz ohne
Programmierkenntnisse.
In Zukunft ist angedacht, die Prozesse bei unterschiedlichen Artikelvarianten weitgehend automatisch zu parametrieren. Dazu werden die digitalen Informationen über das herzuI/O-Module mit hoher
Varianz können auf
dem flexiblen Produktionssystem wirtschaftlich
hergestellt werden. Der
flexible Werkstückträger kann unterschiedliche Artikel und deren
Varianten aufnehmen
Am Modell einer realen Schleusenanlage veranschaulicht Pilz die Vorteile dezentralisierter Automatisierungssysteme. Der Demonstrator
im Maßstab 1:25 zeigt, wie sich
auch komplexe Anlagen in selbstständig arbeitende Einheiten zerlegen lassen. Das reduziert Aufwände für Engineering, Inbetriebnahme und Wartung.
Brücken und Schleusenanlagen sind
wichtig für Hollands Waren- und Güterverkehr und müssen daher optimal
automatisiert sein. Für die Umstellung auf moderne Steuerungstechnik
hat sich die Provinz Zuid-Holland für
das Automatisierungssystem PSS
4000 von Pilz entschieden. Vor dem
Durch den modularen Aufbau des
PSS universal PLC lassen sich bei Änderungen die Funktionen der Schleusenanlage flexibel anpassen. Das Automatisierungssystem macht die Programmierung sowohl von der Hardware als auch von der Vernetzung unabhängig: Ein- und Ausgänge im Programm sind reine Variablen, den konkreten Bezug zur Hardware stellt man
dann her, wenn diese tatsächlich bekannt ist. Damit kann man Programme wesentlich früher schreiben und
jederzeit wiederbenutzen.
Mit dem grafischen Programm-Editor
PAS multi lassen sich Funktionen zudem schnell und intuitiv konfigurieren – auch ohne spezielle Programmierkenntnisse. Dabei ermöglicht eiMit dem Automatisierungssystem
PSS verschmilzt Pilz Automation
und Sicherheit. Dazu gehört auch
eine Software für die schnelle
und intuitive Konfiguration –
auch ohne spezielle Programmierkenntnisse
Alle Arbeitsplätze, Montage-/Prozesszellen, Montagemaschinen und
Prüfzellen lassen sich dabei an ein
verkettetes, skalierbares Fertigungssystem ankoppeln. Ein beliebig erweiterbares
Werkstückträger-Umlaufsystem erlaubt die flexible Vernetzung sämtlicher Produktionsressourcen zu einem Fertigungssystem.
Mit der Bereitstellung von Strom,
Druckluft und einer Datenschnittstelle zum Leitsystem über Docking-Stationen können sowohl für die im unternehmenseigenen Maschinenbau
entwickelten Fertigungszellen als
auch zugekaufte Anlagenteile in das
System eingefügt werden.
Weil die prozessbezogene Parametrierung der angebundenen Anlagenteile dezentral in deren interner Zellensteuerung hinterlegt ist, können
sie durch einfaches Integrieren und
zessmodule ausgetauscht werden.
Das Werkstückträger-System eröffnet
ferner große Freiheitsgrade bei den
zu bearbeitenden Artikeln, da es eine
flexible Nutzung für unterschiedliche
Artikel und deren Varianten erlaubt,
ohne dass mechanische Anpassungen notwendig sind.
Zur Realisierung der Anforderungen
an die Flexibilität und Plug & WorkFähigkeit der Axioline-Anlage kommt
ein selbst entwickeltes Leitsystem
zum Einsatz, das alle für die Losgröße-1-Produktion benötigten Produktund Fertigungsdaten zusammenführt, verwaltet und verteilt. Über
Schnittstellen-Module lassen sich
Systeme wie ERP, PLM und MES bis
zur Maschinensteuerung einbinden.
Auf der anderen Seite übernimmt das
Leitsystem die Koordination und
Steuerung der in der Produktions-
stellende Produkt als Grundlage verwendet. Durch die Dokumentation
sämtlicher Bauteil-, Prozess- und
Prüfdaten lässt sich die Fertigungshistorie eines einzelnen Artikels langfristig nachvollziehen.
An Terminals werden die Anlagenparameter, Auftragsdaten und weiteren Informationen visualisiert sowie manuelle Prozesse über WerkerAssistenzsysteme optimal unterstützt. Die flexiblen Prozessabläufe
ermöglichen eine Ressourcen-schonende Herstellung, indem Artikel automatisch ausgeschleust werden,
wenn sie beispielsweise aufgrund defekter Elektronikbauteile nicht die
Qualitätsansprüche erfüllen.
Phoenix Contact GmbH & Co. KG
www.phoenixcontact.de
Hannover Messe Halle 8, Stand D28
eigentlichen Projekt wurden mit dem
naturgetreuen Hardwaremodell im
Maßstab 1:25 sämtliche relevanten
Funktionen des Schleusenkomplexes
getestet.
Das Steuerungssystem PSS universal
PLC koordiniert sämtliche Funktionen der Schleusen- und Brückenanlage. Die Bedienzentrale des Komplexes ist in acht Bedienstellen unterteilt, die Brückenwärtereinheiten.
Von hier aus werden alle Brücken und
Schleusen der Region gesteuert, wobei die Daten sicher über E/A Module übertragen werden. Das Steuerungssystem überwacht dabei permanent alle sicherheitsrelevanten Funktionen, die redundant ausgelegt sind.
Business Intelligence analysiert Datenberge
Fertigungsdaten lassen
sich kreativ erkunden
B&R hat sein Prozessleitsystem Aprol um eine Komponente für Business Intelligence (BI) erweitert. Damit
kann eine große Menge an Fertigungsdaten (Big Data)
gesammelt, analysiert und aufbereitet werden. Denn die
in Produktionsanlagen anfallenden Datenmengen sind
in den vergangenen Jahren sprunghaft gestiegen. Bei
größeren Anlagen bewegen sich die Datenberge schnell
im Giga- oder gar Terrabyte-Bereich. „Ohne automatisierte Analyse und Auswertung können auf Basis dieser
Daten keine fundierten Entscheidungen getroffen werden“, so Business Manager Martin Reichinger.
Dabei gehe es um die Erkennung von Mustern in großen
Datenmengen. So lassen sich zum Beispiel die Vibrationen einer Maschine über verschiedene Zeiträume vergleichen und sogar die zukünftige Entwicklung prognostizieren. Das erleichtert die Optimierung der Produktionsprozesse und verhindert Ausfälle.
Die Nutzung der Reporting-Funktionen ist dabei nicht
auf eine einzige Zielgruppe beschränkt. Reports und
Auswertungen können individuell zusammengestellt
werden und sind jederzeit modifizierbar. Das Zusammenstellen individueller Berichte geschieht durch Dragand-drop. So kann sich ein Manager stark zusammenfassende Kennzahlen anzeigen lassen, wohingegen ein
Verfahrenstechniker detailliertere Informationen zum
einzelnen Prozess abruft.
B&R Industrie-Elektronik GmbH;
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ne umfangreiche Bibliothek an
Sicherheits- und Standard-Bausteinen eine hohe Wiederverwendbarkeit.
In Zuid-Holland werden die lokalen
dezentralen Brückenwärtereinheiten
und die insgesamt aktuell fünf Bedienstellen über das sichere Ethernetprotokoll Safety Net p vernetzt. Der
Einsatz des Steuerungssystems PSS
universal erhöhte nicht nur die Sicherheit, sondern auch deren Wirtschaftlichkeit. Heute verlassen Schiffe in nur fünf Minuten die Schleuse,
bis zu 800 Schiffe täglich können so
durchgeschleust werden.
Pilz GmbH & Co. KG
www.pilz.com
Hannover Messe Halle 9, Stand D17
Integrierte Automation
Nr. 4 / April 2015
Seite 26
Offene Schnittstelle ermöglicht Roboterbetrieb über Fremdsteuerung
Maschinen- und Robotersteuerung arbeiten Hand in Hand
Mit der Echtzeit-Schnittstelle Unival drive lassen sich alle Stäubli-Roboterkinematiken über Fremdsteuerungen betreiben. Bei Manz
in Reutlingen hat man mit dieser
Integrationslösung beste Erfahrungen gemacht.
Der Maschinenbauer Manz fokussiert
sich auf die drei Geschäftsbereiche
Solar, Display und Battery und setzt
in seinen Anlagen traditionell Roboter aus Bayreuth ein. „Wir verwenden in unseren Hightech-Anlagen nur
die besten am Markt verfügbaren
Der Hightech-Maschinenbauer Manz setzt in seinen Anlagen traditionell Roboter von
Stäubli ein
Hannover Messe
Halle 23
Stand C 45
Komponenten und integrieren deshalb im Roboterbereich schon seit rund
20 Jahren bevorzugt Stäubli-Maschinen“, so Stefan
Bez, Gruppenleiter Entwicklung Mechatronik.
Dabei setzt man die Roboter aber nur mit der eigenen Steuerungsplattform
Aico control ein. Denn
nachdem die Reutlinger
viel Aufwand in die Entwicklung einer eigenen
Steuerungsplattform gesetzt haben, wollten sie
diese natürlich durchgängig nutzen.
Das hat auch mit Effizienz zu tun,
denn alle Manz-Programmierer sind
mit der hauseigenen Steuerung bestens vertraut.
Deshalb nutzte Manz die Roboter konsequent mit der eigenen Steuerung.
Allerdings zu Beginn mit einem großen Wermutstropfen: „Es war ein sehr
großer Aufwand, unsere Steuerung
mit den Roboter Kinematiken zu verheiraten. Die Integration war sehr mühevoll und zeitintensiv. Und setzten
UM WIRTSCHAFTLICH
Hand-, Roboterausführung
TOX®-Zangen
ZU ARBEITEN.
TOX® Zangenprogramm
Handzangen
Roboterzangen
Maschinenzangen
Antriebsvarianten
pneumohydraulisch
hydraulisch
elektromechanisch
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Fügen
Stanzen
Einpressen
TOX®-Netzwerk
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Fax 0751 52391
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rungen in Echtzeit miteinander. Während Aico Control als übergeordnete
Anlagensteuerung insbesondere für
Funktionen, Bahnplanung sowie resultierende Fahrbefehle zuständig ist,
übernimmt die untergeordnete Robotersteuerung die Regelalgorithmen der
Achsen wie Synchronisation und
Achsentkopplung sowie die Ansteuerung der Antriebe. Zudem bleiben
sämtliche Sicherheitsfunktionen mit
Unival drive voll erhalten.
„Wir profitieren bei der Unival driveLösung auch von einem signifikant
reduzierten Aufwand bei der Integration der Roboter innerhalb unserer Anlagen“, so Bez. Man könne
kundenspezifische Anlagen schneller ausliefern, und auch die Inbetriebnahme beim Anwender gehe
schneller vonstatten. Weiterer Vorteil: „Im Servicefall kann jeder Techniker schnell Störungen beheben, da
er die Aico-Steuerung bis ins letzte
Detail kennt.“
Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics
www.staubli.com
Hannover Messe Halle 17, Stand B18
Interview: Prof. Claus Oetter, VDMA Software
Intelligente Antriebspakete und modulare Software
„Smartphones prägen
Erwartungshaltung“
Schnelle Inbetriebnahme in Minuten
Den Einfluss der Standard-IT auf den Maschinenbau erläutert
Prof. Claus Oetter, stellvertretender Geschäftsführer des Fachverbands Software im VDMA, im Gespräch mit der Automationspraxis. Wichtig findet er vor allem das Thema Usability.
PRODUZIERT,
wir dann einen anderen Robotertyp
ein, begann der komplette Aufwand
von vorn“, so Bez. Daher war der
Wunsch nach einer offenen Schnittstelle zur Ansteuerung der Roboter
nur allzu nachvollziehbar.
Mit der Entwicklung von Unival drive
kamen die Bayreuther dem Wunsch
von Manz und weiteren Maschinenherstellern nach einer offenen Echtzeit-Schnittstelle nach. OEM und Maschinenhersteller können damit alle
Roboter als Standardmaschinen für
Handlingaufgaben einsetzen und dabei ihre Maschinensteuerung für Programmierung und Betrieb nutzen.
„Wir setzen mit Aico Control auf die
Stäubli Robotersteuerung auf und programmieren Roboter und Anlage
durchgängig über unsere eigene Plattform“, erklärt Bez. „Einfach gesagt,
steuern wir mit dem Aico-Controller
über den Antriebsbus Sercos 3 die
sechs Roboterachsen mit ihren sechs
Drives und können über den SercosKnoten auch auf alle Roboter-I/Os zugreifen. Eine perfekte Lösung, die
denkbar einfach funktioniert.“
Dabei kooperieren die beiden Steue-
AP: Stark im Kommen sind modulare Baukästen und App-Ansätze. Was ist der Vorteil einer stärkeren „App“isierung der Maschinensoftware?
Oetter: Die Verbreitung von Tablets und
Smartphones prägt in zunehmendem Maße die
Erwartungshaltung der Nutzer in Bezug auf
Bedienung und Gestaltung von Anwendungen
– auch im industriellen Sektor. Der Faktor Mobilität ist dabei essenziell, um neue mobile Gesamtstrategien zu erschließen, welche die Veränderungen der Arbeitsprozesse mit sich brinProf. Claus Oetter, VDMA:
gen. Die Folge davon ist in der Tat eine starke
Modularisierung der Systeme. Dies betrifft vor „Usability-Spezialisten
allem die Backends der weit verbreiteten mono- müssen fester Bestandteil
des gesamten Engineringlithischen Systeme. An dieser Stelle wird und
muss es in der Zukunft große Aufräumaktionen Prozesses werden“
geben. Diese sind meiner Meinung nach auch
dringend notwendig, wenn nicht sogar schon lange überfällig.
AP: Wo sind noch Hürden für solche Konzepte?
Oetter: Ich würde es nicht als Hürden, sondern als Herausforderungen sehen.
Um das Potenzial von Apps auszunutzen, sind bei der Entwicklung die unterschiedlichen Aspekte wie die Marketing- und Produktstrategie, Unternehmensziele sowie die Nutzer mit ihren Erwartungen und Zielen in die AppEntwicklung einzubeziehen. Nur so gelingt es, Apps gezielt und nahtlos in
Produkte und Prozesse einzubinden. In die Entscheidung sollten Unternehmen die Eigenschaften des spezifischen Nutzungskontexts genauso einbeziehen wie die Frage, welche Szenarien sich besser mit etablierten Anwendungen abbilden lassen und welche Bereiche oder Schnittstellen von Apps profitieren können. Ebenso gilt es, die Zielplattformen auszuwählen und durchaus selbstkritisch das vorhandene Umsetzungs-Knowhow einzuschätzen.
AP: Wie stark wird der IT-Einfluss im Maschinenbau noch werden? Wird
es künftig eine Art Android für Maschinen geben?
Oetter: Ich denke, es wird nicht die eine Lösung für den Maschinenbau geben. Je nach Anwendungsfall könnten auch proprietäre Ansätze die richtige
Wahl sein. Viel wichtiger ist, den Kunden stärker als bisher in die Entwicklung der Produkte mit einzubeziehen. Stichwort hier ist Human Centred Design. Usability-Spezialisten gehören von Anfang an in die entsprechenden
Entwicklungsprojekte integriert und müssen fester Bestandteil des gesamten
Enginering-Prozesses werden. Nur so kann ich in Zukunft meine Produkte im
Markt erfolgreich platzieren.
VDMA Fachverband Software; http://sw.vdma.org
Hannover Messe Halle 7, Stand E40
An konkreten Beispielen verdeutlicht
Lenze sein Versprechen vereinfachter
Engineeringprozesse. Dank modularer und standardisierter Software sowie intelligenter Antriebspakete lässt
sich ein Rollenförderer in drei Minuten, ein Gurtförderer in fünf Minuten
und ein Portalroboter in sieben Minuten in Betrieb nehmen.
Mit der Application Software Toolbox
Fast bieten die Hamelner eine breite
Palette an wiederverwendbaren Softwarebausteinen für Motion-Funktionen. Neuzugang sind komplette Module für die Robotik. Daher kann mit
den Fast-Modulen ein Portalroboter
innerhalb von sieben Minuten in Betrieb genommen werden.
Bei den intelligenten Antriebspaketen
steht ebenfalls die Anwendung im
Vordergrund: Maßgeschneidert auf
die Anforderung der horizontalen
Fördertechnik ist eine Kombination
aus dem g500-Getriebe und dem Lenze Smart Motor – auch hier ist die
Handhabung denkbar einfach. Lediglich drei Minuten dauert es, um damit
einen Rollenförderer in Bewegung zu
setzen: dank Smartphone und SmartMotor-App. Weiteres Beispiel ist eine
Maschinenzuführung aus Inverter
und Drehstrommotor MF. Der Gurtförderer lässt sich hier auf verschiedenen Wegen innerhalb von fünf Minuten ans Laufen bringen.
Lenze SE
www.lenze.com/de
Hannover Messe Halle 14, Stand H20
Lenzes vorgedachte Lösungen erleichtern die Realisierung von Maschinenkonzepten
Kommunikation zwischen CPU und Antrieben via Ethercat
Motion Control und SPS vereint
Mit der SLIO CPU iMC7 bringen Vipa und Yaskawa eine erste gemeinsam entwickelte Produktfamilie heraus: Diese setzt Motion ControlFunktionen unmittelbar in der SPSSteuerung um. Die Familie besteht
aus drei Einzelprodukten: Vipas
SLIO CPU iMC7 und dem Programmierund
Konfigurationstool
Speed 7 Studio sowie Yaskawas Sigma-7 Servoantriebsserie. Die Kommunikation zwischen der SLIO
CPU und den Antriebsmodulen erfolgt über Ethercat.
Mit Hilfe der Vipa Set Card (VSC)
wird in der CPU die Motion Control-Funktionalität
konfiguriert.
Dabei sind die Sigma-7 Antriebsmodule im Speed 7 Studio unmittelbar aus dem integrierten Hard-
warekatalog abrufbar und per Drag
& Drop in die Hardwarekonfiguration übertragbar.
Die Sigma-7 Servoantriebslösungen umfassen Motorenleistungen
von 50 W bis 15 kW für Rotationsund Linearmotoren für Spitzenlasten bis 7560 N. Die optimierte Motorenkonstruktion führt zu verbesserter Kühlung, was etwa 20 %
Energie spart. Die Positionierungsgenauigkeit beeindruckt mit einer
Auflösung von 16 Mio. Impulsen
pro Umdrehung mit einer 24-bit
Auflösung.
Yaskawa Europe GmbH
www.yaskawa.eu.com
Vipa GmbH; www.vipa.de
Hannover Messe Halle 9, Stand F18
Nr. 4 / April 2015
Integrierte Automation
Seite 27
Komponenten mit digitalem Gedächtnis melden sich selber an
Maschinendaten über Signalsäulen einsammeln und auswerten
Virtuelles Anlagen-Abbild
vereinfacht Engineering-Prozesse
Funknetz schafft Fabriktransparenz
Engineering-Prozesse beschleunigen und Automatisierungskomponenten ein digitales Gedächtnis
verpassen: Daran arbeitet Festo
mit Partnern aus Wissenschaft und
Wirtschaft im Rahmen des Verbundforschungsprojekts OPAK.
Da Produktionsanlagen immer komplexer werden und der Aufwand für
Planung und Inbetriebnahme zunimmt, arbeiten die OPAK-Partner daran, diese Komplexität beherrschbar zu
machen. Konkret beschäftige man sich
mit zwei Themen, erklärt Dr. Volker
Nestle, Leiter Future Technologies bei
Festo: „Zum einen vereinfachen wir
den Engineering-Prozess. Zum anderen entwickeln wir Komponenten, die
über ein digitales Gedächtnis verfügen
– der erste Schritt auf dem Weg zu intelligenten Komponenten für Industrie
4.0.“
Um den Engineering-Prozess effizienter zu gestalten, wird in OPAK ein virtuelles Abbild der Produktionsanlage erstellt. So können schon in der Planungsphase alle Abläufe und Funktionen simuliert und getestet werden –
noch bevor die Anlage physisch entsteht. Der Entwickler muss sich nicht
mit abstrakten Befehlen bei der Programmierung von Steuerungen auseinander setzen.
Das Engineering-System führt bei der
Planung eine Plausibilitätsprüfung
durch, so dass nur die Komponenten
und Kombinationen ausgewählt wer-
Im Rahmen von
OPAK wurden
Komponenten entwickelt, die in ihrem Controller alle
zum Betrieb benötigten Informationen mitbringen
und über anpassungsfähige
Schnittstellen verfügen
den können, die technisch sinnvoll
sind. „Dadurch steht für den Entwickler die eigentliche Automatisierungsaufgabe im Mittelpunkt. Die detaillierten Schritte für die technische Umsetzung laufen im Hintergrund ab“, erklärt Nestle.
Die Voraussetzung, um ein solches virtuelles Abbild einer Produktionsanlage
schaffen zu können, sind Komponenten, die in ihrem integrierten Controller
alle zum Betrieb benötigten Informationen mitbringen. In Kombination mit
anpassungsfähigen Schnittstellen, die
den Aufwand für Montage, Konfiguration und Systemintegration reduzieren,
werden die Komponenten so fähig für
Plug and Produce: Ähnlich der USBSchnittstellen am PC sollen sich in der
Fabrik der Zukunft auch einzelne Komponenten selbst in der Produktionsanlage anmelden.
Ein erstes Ergebnis der Arbeiten im Projekt OPAK ist der Prototyp eines integrierten Stopper-Moduls. Es fasst sowohl die benötigte Aktorik als auch die
Sensorik und Steuerung für einen
Stopp von Werkstückträgern an einem
Transportband zusammen. Über eine
standardisierte Schnittstelle steht die
Funktion des Stopper-Moduls für andere Systeme zur Verfügung.
Nestle: „Die Vision ist eine Produktionsanlage, die komplett als virtuelles
Abbild existiert. Einzelne Komponenten oder Anlagenteile können dadurch
sehr einfach verändert oder ausgetauscht werden, denn alle Abläufe
lassen sich vor der physischen Umsetzung virtuell testen.“
Festo AG & Co. KG
www.festo.com
Hannover Messe Halle 15, Stand D07
Mit dem Wireless Information Network (WIN) von Werma können Firmen die Transparenz in der Fertigung
verbessern, in dem sie Maschinen,
Anlagen und manuelle Arbeitsplätzen via Funk fernüberwachen: Per
Plug & Play wird dazu ein Sender in
eine Kombisign-Signalsäule eingesetzt. Dieser sendet die Zustände der
Signalsäule zu einem Empfänger. Die
Daten werden in einer SQL-Datenbank gespeichert und lassen sich am
PC mit der Win-Software auswerten.
Mit dem neuen Ethernet-Empfänger
RFID zur Werkzeughandhabung
IT-Welt und SPS verschmelzen
IO-Link öffnet Tor
für Industrie 4.0
Den mit Open Core Engineering gestarteten Brückenbau zwischen der
SPS- und der IT-Welt treibt Bosch Rexroth weiter voran. So wurde der Webconnector als Universal-Dolmetscher
zwischen Hochsprachen und Internet-Dialekten auf der einen Seite und
der SPS-Maschinensteuerung auf der
anderen Seite entwickelt. Dieser
überträgt Webtechnologien wie WebSocket, Java Virtual Machine und
HTML5 auf Motion-Logic-Systeme.
Damit können Steuerungen und Antriebe mit Web-Anwendungen direkt
Informationen austauschen.
Zudem verschmelzen die Lohrer mit
der Steuerungsvariante Indramotion
MLC ein SPS-basiertes Motion-LogicSystem und die Windows-Welt auf einem Industrie-PC. Auf einer Hardware können Maschinenhersteller so
IT-Programme (etwa für Analyse-,
Mess- und Qualitätsdaten) und echtzeitbasierte
Bewegungssteuerung
kombinieren. Das Motion-Logic-System und Windows 7 sind dabei parallel installiert, arbeiten völlig unabhängig voneinander und tauschen Informationen extrem schnell aus.
Wie alle Indramotion-Varianten erlaubt auch die PC-Lösung den Zugriff
der Hochsprachen auf Kernfunktionen der Steuerung durch die Schnittstellentechnologie Open Core Interface. Damit können beispielsweise
Hersteller die Software Labview sowohl für die Programmierung des
Messprozesses als auch für die Bewegungssteuerung nutzen – ohne eine
Zeile SPS-Code scheiben zu müssen.
29. Control
Internationale
Fachmesse für
Qualitäts-
Bosch Rexroth AG
www.boschrexroth.de
Hannover Messe Halle 23, Stand C19
Steuerungen und Antriebe öffnen sich für Internet- und IT-Hochsprachen
Werkstoff-Prüfung
Analysegeräte
Optoelektronik
Auf „IO-Link als Enabling-Technologie für die Industrie 4.0“ setzt Balluff.
Gezeigt wird beispielsweise, wie der
Einsatz von IO-Link die Installation
einer Anlage vereinfacht, Kosten
spart und intelligente Diagnose- und
Parametrierungskonzepte
schnell
Realität werden lässt. Zudem treiben
die Neuhausener das Thema RFID
voran. So verspricht Mould ID mehr
Effizienz und Transparenz bei der
Werkzeughandhabung von Spritzgießmaschinen.
Die
universelle
RFID-Komplettlösung lässt sich nachrüsten und kommt ohne Eingriffe in
die Maschinensteuerung aus. So halte die Industrie 4.0 auf einfache Weise Einzug in die Produktion.
Ein anderes Thema ist Sensor Precision mit Sensoren für die Bereiche Semicon und Life Science. Hier geht es
um Bauformen, die nicht nur durch
ihren Miniaturisierungsgrad, sondern
auch durch große Leistung auf allerkleinstem Raum punkten.
Balluff GmbH
www.balluff.com
Hannover Messe Halle 09, Stand F53
DC 24 V intelligent
absichern.
Mit IO-Link
Messtechnik
Sensor Precision: Mini-Sensoren, die
durch große Leistung auf kleinem
Raum punkten
Werma Signaltechnik GmbH + Co.KG
www.werma.com
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sicherung
Universal-Dolmetscher – PC vereint Windows und Motion Control
kann man nun sogar auf einen kostspieligen PC in Fertigungsnähe verzichten.
Neu ist zudem die Win-Hardware Slave Control: Sie kann nicht nur Daten
senden, sondern auch Maschinen
und Anlagen steuern. Aus der WinSoftware heraus kann man so über
die Hardware Slave Control Maschinen in der Fertigungshalle zum Energiesparen abschalten.
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Integrierte Automation
Nr. 4 / April 2015
Seite 28
Ziel: Auf Veränderungen reagieren und diese vor dem Praxiseinsatz erproben
KURZ NOTIERT
3D-Simulation optimiert Materialfluss
Faurecia Autositze beliefert unter
anderem VW, BMW und Daimler
mit Komplettsitzen und benötigt
dafür reibungslose Abläufe. Eine
zentrale Komponente bilden dabei
Lösungen der Visual ComponentsFamilie zur 3D-Simulation der Materialflüsse. Für die Implementierung und Weiterentwicklung ist
Dualis IT Solution zuständig.
„Die Simulation ist in unserem Haus
bereits seit Jahrzehnten eine fest installierte Größe. Bevor wir uns für
Visual Components entschieden,
setzten wir eine andere Software ein,
die jedoch nicht mit unseren Anforderungen wuchs“, erklärt Hartmut
Beisner, Manufacturing Support
Function bei Faurecia Autositze. Daher wurde eine flexible Software gesucht, die die Kombination aus Mitarbeitern und Prozess abbildet –
auch unter sich verändernden Bedingungen.
Die Simulationssoftware 3D Create
und 3D Realize wird beispielsweise
zur Erstellung und Vereinheitlichung
von Produktionslayouts zum Einsatz
Die Simulation des Materialflusses
versetzt Faurecia in die
Lage, auf Veränderungen
zu reagieren
und diese vor
dem Praxiseinsatz zu erproben
gebracht. Die 3D-Simulationen setzen bereits in der frühen Planungsphase an und bilden die Materialflussversorgung und die interne Logistik ab – einher gehend mit virtueller Anlagenvalidierung und Vertriebsunterstützung.
„In Zeiten immer kürzer werdender
Produktzyklen und individueller Anforderungen ist es existenziell, zu jeder Zeit flexibel im Produktionsprozess agieren zu können. So kann es
vorkommen, dass Maschinen erwei-
tert, zurückgebaut oder herausgenommen und für andere Projekte
eingesetzt werden“, erklärt Beisner.
„Bedienen zwei Mitarbeiter mehrere
Anlagen und Stationen, darf es nicht
zu Überschneidungen kommen. Daher ist die Validierung der Prozesse
mittels Simulation eine wichtige
Stellschraube.“
Dualis GmbH IT Solution
www.dualis-it.de
Hannover Messe Halle 7, Stand A04
Portal-Roboter mit flexiblem Greifer und optischer Kamera-Überwachung
Integrierte Sicherheit vereinfacht
Konstruktion der Platinenbestückung
Da Systecs Windows-Software Xemo
NC besonders effektiv mit der neuen
Ethernet-Schnittstelle der Xemo-Steuerungen zusammenarbeitet, lassen sich
Daten zwischen PC und Steuerung wesentlich schneller austauschen als bisher über USB. Basis dafür ist die neue
Hauptplatine der Steuerungen auf Basis eines ARM-Cortex-M4-Prozessors,
der die Xemo-Steuerungen etwa zehn Mal schneller rechnen lässt. Xemo
NC macht aus Xemo-Xemo-Schrittmotorsteuerungen quasi ein CNC-Bearbeitungszentrum für Anwendungen in 2,5 Dimensionen wie Kleben, Dosieren, Fräsen, Schneiden, Schweißen und Bohren. Das Programm verarbeitet G-Code-Daten, die zuvor mit CAD- oder CAM-Tools erstellt worden sind. Auf der ergonomischen, für Touchscreens geeigneten BedienOberfläche stehen alle Funktionen auf einen Blick ohne verschachtelte
Menüstruktur bereit.
www.systec.de
Dezentrale Installation vereinfacht
Das Murrelektronik Aktuator-Sensor-Interface
(MASI) ist eine einfache
und kostengünstige Lösung zum Anschluss
von Aktoren und Sensoren in der unteren Feldebene. Die digitalen
I/O-Module MASI 67/68 sind vollvergossen und erfüllen die Schutzart
IP68. Sie eignen sich für Abfüll- und Verpackungsanlagen ebenso wie für
Maschinen- und Anlagenbau, Lager- und Fördertechnik, Montage- und
Handhabungstechnik und die Automobilindustrie. MASI 68-Installationen
werden über Gateways einfach in übergeordnete Feldbussysteme integriert. Die konkrete Anlageninstallation wird so Feldbus-unabhängig. Es
gibt unterschiedliche MASI 68-Module, mit vier und acht Steckplätzen, als
Ein- und Ausgangsmodule sowie in gemischten Varianten. Viele Module
sind Erweiterungsmodule, so können neue Baugruppen oder Komponenten ohne Aufwand integriert werden.
www.murrelektronik.com
Via Smartphone Zeitschaltuhr bedienen
Die Bestückung von Platinen fordert die exakte Positionierung unterschiedlichster Bauteile sowie eine hohe Flexibilität. Mit Automatisierungskomponenten von Omron
entwickelte ASS Luippold einen
Portal-Roboter, der mit einem flexiblen Greifer und optischer Überwachung Kfz-Platinen mit Heatsink-Wärmeleitpads versieht.
Aus Omrons Baukasten mit Steuerungen, Motion Controllern, Kameratechnik und Sensoren konnte ASS die
nötigen Bausteine zusammenstellen,
um die Positionen für den exakten
Griff der Wärmeleitpads ebenso exakt
bestimmen zu können wie die Ablegestelle auf der Platine. Denn die
Pads müssen exakt an der richtigen
Stelle aufgebracht werden, um den
optimalen Wärmeabfluss bzw. die
spätere Bauteilbestückung sicherzustellen.
Zudem sollte die Anlage problemlos
auf andere Pad-Größen umstellbar
sein und die spätere Einbindung in eine automatische Fertigung erlauben.
Im aktuellen Betrieb wird das Gerät
zwar noch von Hand über eine Kassette mit Platinenstapel versorgt, für
eine spätere automatische Bandeinbindung ist aber die Übergabeschnittstelle schon vorgesehen.
Die bestückten Folienträger laufen
über eine LED-Durchlichtbeleuchtung zur Abzugskante und werden
dort vom Greifsystem aufgenommen.
Der modulare Greifer sitzt zusammen
mit der Kamera am Roboterarm. Damit ist der freie Blick ins Arbeitsfeld
sichergestellt. Per 4-Achssteuerung
wird der Greifer nach den Vorgaben
der Kamera-Auswertung positioniert
und nach der Drehung in der Z-Achse
nachjustiert.
Die Kamera kann mit den zum Objekt
passenden Objektiven ausgerüstet
werden. Das erlaubt die sichere Lageerkennung auch bei unterschiedlichsten Komponenten. Je Zyklus werden
Ethernet-Schnittstelle beschleunigt Datenaustausch
Fingergesten statt Knöpfe, Taster oder Einstellräder: Für seine neuen Zeitschaltuhren 12.51
und 12.81 nutzt Finder Smartphones, um die
Geräte zu programmieren. Die beiden Zeitschaltuhren für die Normschiene lassen sich mit
der Smartphone-App intuitiv konfigurieren. Ist
die Arbeit erledigt, wird der Datensatz über die
Nahfeld-Funktechnik NFC in die Zeitschaltuhren
übertragen – und zwar durch bloßes Auflegen des Smartphones auf das
Gerätegehäuse. Die Datenübertragung funktioniert auch ohne Stromversorgung an den Zeitschaltuhren, weil das Smartphone per Induktion dafür
sorgt, dass der NFC-Chip auf Empfang geht. Folglich kann eine Zeitschaltuhr nach dem Auspacken komfortabel im Büro konfiguriert werden – und
wird gleich fertig programmiert in den Schaltschrank eingebaut.
www.finder.de
Besonders leise Energieführung
Der austauschbare, modulare Greifer
sitzt zusammen mit der Kamera am
Greifarm des Portalroboters
Bei der Steuerung entschied sich ASS
für einen NJ-Motioncontroller mit integrierter Sicherheitstechnik
bis zu drei Platinen für die Bestückung bereitgestellt, die Positionen
der Platinen bzw. die Montageorte
der Pads werden per Kamera erkannt
und die Pads lagerichtig abgelegt. Danach bewegen sich die Platinen weiter in die Presse zur endgültigen Fixierung. Ein Stapler legt sie dann in
die Entnahmekassette ab.
Bei der Steuerung entschieden sich
die Kelterner für einen NJ-Motioncontroller mit integrierter Sicherheitstechnik. Die Programmierung
läuft unter der Sysmac-Studio-Oberfläche und erlaubt die einfache Konfigurierung der 4-Achssteuerung sowie die Einbindung der Kamera-Aus-
wertung. Als Mensch-MaschinenSchnittstelle vor Ort dient ein 7-ZollDisplay der NB-Serie.
„Ein wichtiger Punkt, der gerade
auch bei unseren Spezialanlagen
hilft, die Kosten zu senken, ist die integrierte Sicherheit in der SPS“, betont ASS-Geschäftsführer Michael
Luippold. Dadurch sei das Sicherheitskonzept für die Anlage einfacher
und schneller umzusetzen.
Die Kamera-Auswertung basiert auf
dem Bildbearbeitungssystem Xpecta
FH, das sich für Fertigungsanlagen
mit hoher Geschwindigkeit eignet.
Die über das praxisorientierte Programm möglichst einfach gehaltene
Einrichtung auf neue Objekte kommt
ebenfalls der Variabilität zugute.
Omron Electronics GmbH
www.industrial.omron.de
IEF-Werner hat mit der Baureihe Noiseless ein besonders leises Führungssystem
für Energieketten entwickelt. Dämpfungselemente senken Geräusche um bis zu 20
Dezibel. Das ermöglicht den Mitarbeitern
an den Maschinen ein konzentrierteres
und angenehmeres Arbeiten. Das Noiseless-System kommt bei verschiedenen Positioniersystemen zum Einsatz –
etwa in Pick-&-Place-Anwendungen, in der Messtechnik oder als Be- und
Entladehandling an Werkzeugmaschinen.
www.ief-werner.de
Spielfreie Präzisionsgetriebe
Sumitomo (SHI) Cyclo Drive bringt mit Fine Cyclo
D eine verbesserte Generation seiner Präzisionsgetriebe. Mit ihrer hohen Kipp- und Verdrehsteifigkeit bei einem kompakten Design und geringen
Hystereseverlusten zielen diese auf anspruchsvolle
Aufgaben in der industriellen Robotik, der Automation und im Werkzeugmaschinenbau. Im Vergleich zur Vorgängerserie wurde das maximal zulässige Kippmoment um bis zu 45 Prozent verbessert, das maximale Spitzendrehmoment um bis zu 24 Prozent. Fine Cyclo
D ist in fünf Baugrößen mit den einstufigen Übersetzungen 59:1, 89:1 und
119:1 erhältlich. Das modulare Konzept der Fine-Cyclo-D-Getriebe für den
Anschluss an der Antriebsseite ermöglicht kundenspezifisch optimierte
Lösungen.
www.sumitomodrive.com
mehr online unter: www.automationspraxis.de
Nr. 4 / April 2015
Komponenten
Seite 29
Dauerhafte Stabilität und Widerstand gegen abrasive Stoffe gefordert
Robuste Energiekette für Steinsägen
Block- und Riegelsägen von
Kirschner dienen zum automatischen Aufspalten von Steinriegeln. In der industriellen Verarbeitung laufen sie in der Regel im
Mehrschichtbetrieb. Die Versorgung der Achsen über Energiezuführungen von Igus funktioniert trotz der widrigen Betriebsumgebungen über viele Jahre zuverlässig.
„Wir setzen in unseren Steinsägen
schon seit mindestens zehn Jahren
auf Kunststoff-Energieketten“, erläutert Alexander Ritzka, Maschinenbauer bei Kirschner Maschinen- und
Metallbau. In den Block- bzw. Riegelsägen kommt die besonders robuste E-Kette E4.80 von Igus zum
Einsatz.
Im Sommer 2014 hat der Sondermaschinenbauer zwei solcher Sägeanlagen beim Natursteinwerk Hemm
Stone installiert. „Wir bauen vor allem Muschelkalk ab“, so der Leiter
Projektgeschäft Christian Gruber.
Der Muschelkalk kommt als widerstandsfähiger Bodenbelag im Außenund Innenbereich, bei der Fassadengestaltung sowie im Garten- und
Landschaftsbau zum Einsatz.
Auf der Blocksäge werden die abgebauten Steine angeschnitten, so dass
eine gerade Fläche entsteht. So werden die Steine für die Weiterver-
arbeitung auf der Riegelsäge oder
den Mehrplattensägen vorbereitet.
„Der Vorteil dieser Sägetechnik ist,
dass wir den Rohstoff sehr viel besser verwerten und wirtschaftlicher
schneiden können“, sagt Gruber.
Während früher maximal zwei Blöcke auf einmal bearbeitet wurden,
können heute bis zu zehn Blöcke auf
der Anlage geschnitten werden.
Drehzahlgeregelte Antriebe sorgen
für eine konstante Schnittgeschwindigkeit des Sägeblatts. Die Energieversorgung der X-, Y- und Z-Achsen
erfolgt über beidseitig zu öffnende,
vollstegige E4.80. Die Verfahrwege
der X-Achse betragen 30 Meter, der
Y-Achse 5 Meter und der Z-Achse
2,5 m. Während es sich bei den ersten beiden Achsen um eine freitragende Anwendung handelt, geht es
bei der Zustellachse um eine stehende Anwendung.
Speziell auf den X-Achsen lastet viel
Gewicht auf der Kette. Neben Steuerleitungen sind schwere Wasser-,
Schmiermittel- und Hydraulikschläuche verbaut. Besonders überzeugen
in dieser Anwendung die Innenaufteilungsmöglichkeiten; sie sorgen für
ein sicheres Führen der Leitungen
und Schläuche und verlängern ihre
Lebensdauer. Auf dem langen Verfahrweg verfährt die Energiekette darüber hinaus in einer besonders robusten Führungsrinne aus Stahl.
Neben dem Thema der dauerhaften
Stabilität geht es beim Steinsägen
auch um den Widerstand gegen abrasive Stoffe. Beim Schneiden fallen
extrem viel Staub sowie kleinere und
größere Gesteinsbrocken an. Dazu
kommt Spritzwasser, das sich seinen
Weg sucht. Die E-Kette E4.80 ist aufgrund ihrer Konstruktion daher besonders für Anwendungen mit hohem Schmutzanfall geeignet.
Auf den 30 Metern Verfahrweg der
X-Achse legt sich das Obertrum der
Energiekette auf dem Untertrum ab.
Eine hohe Verschleißzugabe zum einen sowie breite Auflageflächen zum
anderen sorgen dafür, dass die ausgeübten Kräfte großflächig verteilt
werden. Dazu kommen die glatten
Konturen. Aufgrund des geringen
Abriebs werden langfristig Schläuche und Leitungen im Innern der
Kette geschont.
Ritzka ist daher zufrieden: „Wir
setzen die robuste Energiekette
vom ersten Tag an in unseren Anlagen ein. Unsere Erfahrungen sind
mehr als gut. Bis zum heutigen
Zeitpunkt sind keinerlei Reklamationen von Kunden zu verzeichnen. Es gibt keine Stillstandszeiten
zu verzeichnen.“
Igus GmbH
www.igus.de
Hannover Messe Halle 17, Stand H04
Historienspeicher zählt dabei die Anzahl der bisherigen Überstromauslösungen
Die Energieversorgung der X-, Y- und Z-Achsen erfolgt über beidseitig zu öffnende,
vollstegige E4.80. Die Verfahrwege der X-Achse betragen 30 Meter, der Y-Achse 5
Meter und der Z-Achse 2,5 m
ENERGIE
EINSPAREN
HUBSPINDEL.
Das Herzstück eines
Spindelhubgetriebes.
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Lasten bis 50 Tonnen.
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Im Großanlagenbau ist eine durchgängige Diagnosefähigkeit von
der Leittechnik bis in die Feldebene eine wichtige Voraussetzung
für die störungsfreie Produktion.
Ein intelligentes Stromverteilungssystems von ETA sammelt daher
bei der Herstellung von Baustoffen wertvolle Infos für die Instandhaltung und das Energiemanagement.
Kernstück der Anlage sind S7-Steuerungen, die alle Einzelprozesse wie
die Aufbereitung des Rohmaterials
oder die Klinker- und Zementproduktion steuern. Die gesamte Produktion wird von einem zentralen
Leitstand aus überwacht und läuft
rund um die Uhr.
Für die Automatisierungskomponenten wie SPS, Durchfluss- und Füllstandsensoren, Magnetventile und
die Profibus-Module stellt ein primärgetaktetes Schaltnetzteil die DC
24 V-Steuerspannung zur Verfügung.
Das Stromverteilungssystem Controlplex SVS201-CP besteht aus dem
Power Board Typ SVS201-PWR mit
bis zu 24 Steckplätzen für die elektronischen Sicherungsautomaten vom
Typ ESX50D-S zur selektiven Absicherung der DC 24 V-Lasten.
Der Typ ESX50D-S beinhaltet eine integrierte Strombegrenzung, die bei
Kurzschluss im Lastkreis dafür sorgt,
dass die Ausgangsspannung des
Netzteils stabil bleibt und alle
24 V-Komponenten störungsfrei weiterarbeiten. Die Nennstromeinstellung im Bereich 1A…10A erfolgt direkt am ESX50D-S oder über die SPS,
alle anderen Parameter wie das
Überlastverhalten oder spezielle Ein-
24 V-Stromverteilungssystem Controlplex mit Profibus-Schnittstelle
schaltsequenzen werden direkt über
die
Konfigurationstools
der
S7-Steuerung festgelegt. Der Kommunikationscontroller
CPC10-PB
wirkt dabei als Bindeglied für die Ankopplung an die S7-Steuerung mit
integriertem Profibus-DP Master.
Bei den einzelnen Anwendungen in
der Zementproduktion werden über
Profibus-DP die DC 24 V-Systemspannung sowie Laststrom und Lastspannung permanent übertragen.
Zusätzliche Statusmeldungen je
Stromkreis, ob Überlast oder Kurzschluss vorliegt, bieten eine wichtige
Info für die Instandhaltung. Bei den
langen Leitungen z. B. der Fördertechnik kommt es immer wieder zu
Kurzschlüssen, die oft nur zeitweise
bei gewissen Betriebszuständen auftreten.
Der im Controlplex-System integrierte Historienspeicher zählt dabei die
Anzahl der bisherigen Überstrom-
auslösungen und zeigt zusätzlich
den Grund der Überstromauslösung
in Form einer Kurzschluss- oder
Überlastmeldung an. Für den Service-Techniker bedeutet dies eine
wertvolle Unterstützung bei der
schnellen Fehlerlokalisierung und
dem zielgerichteten Neuanlauf der
Anlage.
Die kontinuierliche Messung der
Lastströme und Lastspannung wird
zusätzlich für die permanente Auswertung des Energieverbrauchsverhaltens der Produktionsanlage genutzt. Dies ist vor allem im Hinblick
auf die Einführung eines Energiemanagementsystems nach ISO 50001
und der kontinuierlichen Energiedatenerfassung relevant.
E-T-A Elektrotechnische Apparate
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www.e-t-a.de
Hannover Messe Halle 11, Stand A59
NEFF Gewindetriebe GmbH | Karl-Benz-Str. 24 | 71093 Weil im Schönbuch | www.neff-gewindetriebe.de
Immer dem Fehler auf der Spur:
Intelligente 24 V-Stromverteilung
SCHAFFT’S
QUALITAT
MARKE
SCHWARZWALD
www.stein-automation.de
Komponenten
Nr. 4 / April 2015
Seite 30
Einbauvolumen verkleinert und roboterspezifische Anpassungen realisiert
Leistungsdichte gesteigert: Co-Engineering optimiert Motoren
Mit Hilfe der Synchron-Servomotoren der Baureihe AKM von Kollmorgen hat Kuka die präzise, wendige und schnelle Kleinroboter-Serie KR Agilus entwickelt. Die kleinen und leistungsdichten Motoren
wurden im partnerschaftlichen CoEngineering für die anspruchsvolle
Aufgabe angepasst.
Die Agilus-Kleinroboter sind mit
Traglasten bis sechs Kilogramm zugeschnitten für die Automatisierung
von Prozessen in Verpackung, Elektronik, Lebensmittel und Pharma.
„Wir haben unsere AKM-Servomotoren speziell auf die Belange von Kuka abgestimmt und leisten damit einen wichtigen Beitrag für kurze Zykluszeiten und hohe Präzision“, erklärt Vertriebsleiter Theo Loy.
Insbesondere das Verhältnis von
Drehmoment und Volumen hatte die
Augsburger überzeugt, die für den
Kleinroboter einen Motorenhersteller suchten, der speziell angepasste
Motoren mit sehr hoher Leistungsdichte liefern kann. „Kuka braucht
zwar keinen Motor von der Stange,
es war aber auch nicht Ziel, eine
Neuentwicklung mit allen damit verbundenen Risiken zu starten.“
Bei Handhabungsaufgaben, insbesondere Pick and
Place, beweisen
die Kleinroboter
ihre Stärke
Das Projekt entwickelte sich schnell
weiter in Richtung eines partnerschaftlichen Co-Engineerings. So ist
der kleinste Servomotor aus der
AKM-Reihe zwar bereits sehr klein,
sollte aber noch schlanker werden,
um im Handgelenk des Roboters
Platz zu sparen. Heute gleicht der
AKM1 im KR Agilus nur noch im Inneren seinem Pendant aus dem Standardprogramm.
Zudem werden die Motoren für die
Roboterschmiede in optimierten Fertigungszellen produziert – mit angepassten Testabläufen, Qualitätsverfahren sowie spezifischen Ver-
packungen, in denen die Motoren direkt an die Linie von Kuka gehen.
Die Antriebsspezialisten haben für
das Projekt sogar die EngineeringKompetenz der Lieferanten mit ins
Boot geholt. Zum Beispiel für eine angepasste Motorbremse, die für die
Safeoperation-Funktionalität des KR
Für Kuka wurden die Außenabmaße
der AKM-Motoren noch ein Stück kleiner: Die AKM-Serie steht für beschleunigungsstarke Permanentmagnet-Motoren, mit denen sich Maschinen dank
28 Gehäuse- und Baulängenkombinationen kompakt konstruieren lassen
Agilus sowohl eine Haltebremse, als
auch eine Notstoppbremse sein soll.
Loy: „Für diesen speziellen Einsatz
haben wir mit unserem Bremsenlieferanten eine gute Lösung gefunden.“
Kollmorgen Europe GmbH
www.kollmorgen.com
Automatisch eine geordnete Aufbewahrung des Anschlusskabels
Optionen zur Potenzialvervielfältigung und Modularisierung unterstützen Trend zu Miniaturisierung
Roboterkabel sauber aufgerollt
Steckverbinder versorgt Kleinroboter
Sumcabs automatisches Kabel-Rückzugsystem MTPReel verbessert die
Arbeits- und Sicherheitsbedingungen
im Produktionsumfeld, speziell beim
Robotereinsatz. Nach dem Gebrauch
des Programmierhandgeräts stellt
MTPReel eine geordnete Aufbewahrung des Anschlusskabels automatisch sicher und verhindert so Kabelbeschädigungen und Stolperfallen. Die Auszugslänge des Anschlusskabels ist standardmäßig in einer
Länge von 10 und 20 m verfügbar, es
sind jedoch auch individuell Längen
nach Kundenwunsch realisierbar.
Unterstützt werden Robotersteuerungen von Kuka, Fanuc, ABB, Yaskawa,
Kawasaki und Panasonic. Eingesetzt
wird das System unter anderem bei
namhaften Automobilherstellern wie
Daimler, BMW, Porsche, Ford, Audi
und VW. Neben den benannten Robotersteuerungen wird das MTPReel
auch für viele mobile Handbedienge-
In Kukas Kleinroboter KR Agilus
sorgt Hartings Steckverbinder HanYellock für die sichere Übertragung
von Leistung, Signalen und Daten
– platzsparend, montagefreundlich
und kommunikationsfreudig.
Das Kabel-Rückzugsystem MTPReel
verhindert Kabelbeschädigungen und
Stolperfallen
räte eingesetzt wie z. B Siemens HMIPanels in nahezu allen Ausführungsvarianten (HMI 177, 277, HT6, HT8).
Sumcab Specialcable GmbH
www.sumcab.de
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Wissen Sie, dass....
- lebensbegleitendes Lernen für uns nicht nur Pflicht, sondern selbstverständlich ist
- die Stellung, das Ansehen und das Vorwärtskommen des Meisters in der Industrie
Grundlagen unserer Aktivitäten sind
- es eine unserer Aufgaben ist, die Interessen des Meisters zu vertreten
- wir nicht die geschlossene, sondern die offene Tür sehen, damit unsere Mitglieder einen Schritt voraus sind.
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Zuverlässige Schnittstellen sind unverzichtbar für ein harmonisches Zusammenspiel der Funktionseinheiten
eines Roboters. Die Industriesteckverbinder der Baureihe Han eignen
sich wegen ihrer Robustheit ideal für
das industrielle Umfeld. Aufgrund
der Flexibilität fügen sie sich zudem
gut in typische Einbausituationen an
Robotern ein: In Steuerschränken
oder am Roboterfuß sichern sie die
Kommunikation mit der Peripherie z. B. mit den Servo-Antrieben.
Für die Robotik eignet sich die Platz
sparende Reihe Han-Yellock. Dank
des rationalen Designs lassen sich
viele Steckverbinder nebeneinander
positionieren. Die Verriegelungsmechanismen sind in das Gehäuse integriert. Ein Han-Yellock passt daher
auf einen schmalen Roboterfuß ebenso gut wie in einen kompakten Steuerschrank.
Interessant sind die vielfältigen Ausstattungsmöglichkeiten: Mit einem
Sortiment von über 30 Standard-Einsätzen in den Baugrößen Han-Yellock
10, 30 und 60 wird die ganze Vielfalt
unterschiedlicher Strom- bzw. Spannungs-, Daten- und Signal-Übertragungsmöglichkeiten realisierbar. Die
Steckverbinder der Reihe können sowohl starke Motoren in Robotergelenken versorgen als auch sensible Daten für die Steuerung übertragen.
Eine einzigartige Option ist die Potenzialvervielfältigung. Zum Zubehör
gehören Module für Brücken von ein
bis fünf Kontakten. Eine Reihenklemmen-Verdrahtung von Aktoren, Manipulatoren oder Sensoren entfällt. Das
spart Platz und Kabel.
Via Adapter steht für den Han-Yellock
fast das gesamte Han-Modular-Pro-
gramm zur Verfügung. Typische Module sind das Han DDD, das Han CD
und das Han E Modul sowie die
Ethernet-Schnittstelle Han Gigabit
Modul. Der modulare Aufbau des
Steckverbinders erhöht so die Kommunikationsfähigkeit und universelle
Einsetzbarkeit von Robotern.
Einen großen Trumpf kann der HanYellock bei der Montage im Feld ausspielen. Dank der steckbaren Verbindung wird für die Installation von Robotern kein geschultes Personal benötigt. Durch die eindeutige Codierung des Steckverbinders ist ein Vertauschen ausgeschlossen.
Der Han-Yellock 30 dient zum Beispiel zur Versorgung von Motoren in
den Gelenkarmen von Pick-andPlace-Robotern. Als Kontakteinsatz
bietet sich der Monoblock 30 mit 25
Kontakten und einem Bemessungsstrom von 16 A an, der sich durch ei-
ne sehr hohe Packungsdichte auszeichnet.
Neben dem Han-Yellock 30 bleibt am
Roboterfuß noch genügend Platz für
einen Steckverbinder, der Signale
und Daten überträgt. Speziell auf
kleinem Bauraum bietet sich der
kompakte Han-Yellock 10 als Lösung
an. In ihm finden alle Kontakteinsätze für die Standard-Baugröße 3 A
Platz. Eine Optionen ist der Kontakteinsatz Han Q High Density, über den
bis zu 21 Signale übertragen werden
können.
Harting KGaA
www.harting.com
Hannover Messe Halle 11, Stand C13
Neben einem Han-Yellock
30 zur Leistungsübertragung bleibt am Fuß des Roboters genügend Platz für
einen weiteren Steckverbinder zur Übertragung von
Signalen und/oder Daten
Modular bestückter Han-Yellock
60. Darin eingesetzt von oben
nach unten: Han EEE Modul zur
Leistungsübertragung (16 A/500
V); DDD Modul für Ströme bis 10 A
oder Signalübertragung sowie das
High Density Modul für die Signalübertragung bei hoher Kontaktdichte
Nr. 4 / April 2015
Komponenten
Seite 31
10 Millionen Rotationen und Biegebewegungen und Torsion von bis zu 1000°/m
Auf Biegen und Brechen: Robotik stellt Kabel vor Belastungen
Roboter sind im Industrieeinsatz
wahre Marathonläufer. Kabel und
Verbindungselemente müssen deren Rotationen und Biegebewegungen millionenfach mitmachen –
mit Torsionen von bis zu 1000°/m
und extrem engen Biegewinkeln.
Auf Grund der extremen Rotationsund Biegebewegungen müssen die
Leitungen hochflexibel sein, einen
sehr kleinen Biegeradius haben und
hohen Torsionsbelastungen standhalten. Dazu kommt ein hoher Anspruch
an die Langlebigkeit der Komponenten, die 10 Millionen Zyklen überstehen müssen.
Ein weiteres Problem ist das eingeschränkte Platzangebot: verschiedene Leitungen müssen auf kleinstem Raum verlegt werden. Daher
werden in der Robotik häufig Hybridkabel eingesetzt, die mehrere Leitungen in einer Außenhülle zusammenfassen. Allerdings treffen hier
dann Hochspannungsleitungen für
die Energiezufuhr auf engstem Raum
mit Datenleitungen zusammen. Entsprechend hoch sind die Anforderungen an die elektromagnetische Ver-
Leitungen und
Kabel sind in der
Robotik starken
Belastungen ausgesetzt
träglichkeit (EMV) und die Schirmkonzepte.
Trotz mehrerer Kabelstränge, Abschirmungs- und Füllmaterialien müssen
aber auch diese Hybridkabel eine hohe Flexibilität und Stabilität gegenüber der Dauerbelastung aus Rotationen und Biegewechselbewegungen
bieten. Daher ist es wichtig, die unterschiedlichen Optionen beim Aufbau
eines Kabels genau zu kennen und die
damit verbundenen Belastungen im
Praxistest zu erforschen.
Robotikunternehmen arbeiten daher
gerne mit Herstellern zusammen, die
neben einer großen Auswahl an Stan-
dardprodukten auch individuelle Sonderleitungen entwickeln und fertigen
können. Lapp Muller befasst sich seit
über 15 Jahren intensiv mit dem Thema. Zu den Kunden gehören unter anderem Comau und Hyundai, Imeca,
Cimlec, Samsung, Nelson Bolzenschweiß-Technik und Dürr.
Eine besondere Herausforderung bei
der Produktion von Roboterkabeln ist
die geringe Kabellänge, die Kunden
benötigen – bei anderen Kabelarten
betragen die Mindestmengen oft mehrere Kilometer. Lapp Muller kann Sonderkabel auch mit einer Länge von 100
Metern in acht Wochen entwerfen und
produzieren, denn das Werk ist auf
geringe Losgrößen ausgerichtet.
Um zu ermitteln, wie Standardprodukte oder neu entwickelte Kabel auf
die Dauerbelastung bei bestimmten
Bewegungsabläufen reagieren, sind
Tests in praxisnahen Anwendungen
unerlässlich. Eine Schleppkettenanlage testet daher die Kabel bei permanenten Biegewechselbewegungen
mit variabel einstellbarem Radius. Die
Torsions-Testanlagen simulieren Rotationsbewegungen, für die maximale
Drehwinkel von ± 720° eingestellt
werden können. Und eine Kombi-Testanlage kann anwendungsnahe Bewegungen nachstellen, indem sie kombinierte Biegewechsel- und Drehbewegungen ausführt. Nur wenn die Kabel diese Folterkammer unbeschadet
überstehen, sind sie für den Einsatz in
der Robotik geeignet.
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von Stahl- und Aluminiumblechen.
Spezialkabel beinhaltet alle nötigen Elemente wie Kupfer, LWL, Wasserschlauch, Luftschlauch und Kevlar
Spezialkabel versorgt Rohrroboter
Die Inspektion von Rohrleitungssystemen in Industrieanlagen wie
Kernkraftwerken oder Öl- und
Gasraffinerien stellt die Roboter
von Inspector Systems vor besondere Herausforderungen. Helukabel hat für solch einen flexiblen
Ultraschallprüfroboter ein Spezialkabel entwickelt, das seine Medien-Versorgung sicherstellt.
Inspector Systems hat sich auf Kanalroboter zur Inspektion und Bearbeitung von Rohrsystemen spezialisiert.
Die Roboter erkunden Bereiche von
Rohrleitungen, in die kein Mensch
mehr vordringen kann. In den USA
beispielsweise sollen die Gasleitungen bei der GE Hitachi etwa einmal
im Jahr überprüft werden. Der Inspektionsroboter inspiziert die Innenwände der Rohrleitungen auf einer
ungefähren Länge von jeweils 100
Metern zwischen zwei Anschlüssen
auf entstandene Lecks, Bruchstellen
oder defekte Schweißnähte.
„Der kabelgebundene Inspektionsroboter sollte sowohl vertikal als
auch horizontal sowie durch Bögen
fahren können und dabei wasserdicht
sein. Die Wandstärkenprüfungen
sollten per Ultraschall durchgeführt
werden“, beschreibt der Geschäftsführer der Inspector Systems Rainer
Hitzel die Besonderheiten.
Für die Fortbewegung des Roboters
treibt ein elektrischer Motor mehrere
Antriebselemente an, an denen Räder
angebracht sind. Tritt der Roboter seine Inspektion an, werden die Räder
pneumatisch an die Rohrinnenwand
gepresst, um sich dort abzurollen und
somit in Schrittgeschwindigkeit fortbewegen zu können.
An der Roboterspitze befindet sich eine Industriekamera, die ihre Erkenntnisse zum Leitstand überträgt. Die
Versorgung des Roboters mit Energie,
Daten und Druckluft übernimmt ein
Spezialkabel aus Hemmingen. Es beinhaltet alle nötigen Elemente wie
Kupfer, LWL, Wasserschlauch, Luftschlauch und Kevlar.
Der Inspektionsroboter im
Rohrinnern: Bei einem Notfall lässt sich das Gerät am
Kabel aus dem Rohr ziehen
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„Über eine Empfehlung, die uns als
Spezialist für Sonderleitungen lobte,
kam Inspector Systems auf uns zu“,
erinnert sich Mirko Böker, Produktverantwortlicher für Spezialkabel
und Kanalroboter-Leitungen. Und
auch wenn diese Art der Einkabellösung, die einen Kilometer lang sein
sollte, für die schwäbischen Entwickler Neuland war, „dauerte es von der
Anfrage bis zur Auslieferung nur
zehn Wochen“, so Böker.
Das Kabel ist nicht nur ein echtes
Multitalent, sondern auch ein
Schwergewichtler. Man hat eine Leitung mit Kevlarfäden versehen, die
den Roboter bei einem Ausfall herausziehen kann. Kevlar hat eine sehr
hohe Zugkraft und schließt die Gefahr aus, dass die als Notfallkette dienende Leitung reißt.
Zudem ist in den Spezialadern des
Kabels die Versorgung der Steuerungsmodule sichergestellt. Es enthält eine Busleitung zur Datenübertragung sowie einen biegsamen
Lichtwellenleiter (LWL). „Dieser forderte uns besonders heraus: Ein
trommelbares LWL-Kabel in die Einkabellösung hineinzubringen, ist
sehr schwierig“, sagt Böker.
Der orangene Außenmantel ist aus einem speziellen Polyurethan (PUR)
gefertigt und damit sehr abriebfest.
Der Kanalroboter muss unter schweren Bedingungen arbeiten, die oft
Ecken, Kanten und eine robuste Umgangsweise des Personals bereithalten. PVC würde diesen Belastungen
nicht lange standhalten.
„Mittlerweile haben wir bei diesem
Kunden vier Leitungstypen in vier
Anlagen realisiert“, sagt Böker stolz.
Zudem verweist er noch auf eine weitere interessante Entwicklung für einen Kanalroboter von Proskasro: „Bei
dieser Zwillingsleitung haben wir es
geschafft, zwei nebeneinander liegende PUR-Elemente miteinander zu
verschweißen.“ Aus Platzgründen
wurde bei dem Kanalroboter der
Spülschlauch an die Seite des Versorgungskabels geschweißt. „Für solche
und alle anderen Anwendungen, die
sich nicht mit Kabeln aus dem Standardkatalog realisieren lassen, gibt es
unsere Abteilung für Spezialkabel“,
erklärt Böker.
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Marktführer präsentieren ihre Innovationen 2015
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 34
Ohne produktive Werkzeuge und Maschinen werden sich die Potenziale nicht nutzen lassen
Effiziente Fertigung braucht
mehr als Industrie 4.0
Eine wesentliche Aufgabe für die
Fertigung von morgen ist die
weitreichende Individualisierung
der Produkte. Sie führt dazu,
dass die Bauteile bei hoher Variantenvielfalt in kleinen Losgrößen produziert werden müssen.
Ein häufig propagierter Lösungsansatz, mit dieser Herausforderung umzugehen, ist Industrie
4.0 – ein Begriff, unter dem Vieles verstanden wird. Letztendlich
beschreibt Industrie 4.0 die vollständige Vernetzung sowie die
Rückführung und Nutzung von
Informationen in allen Ebenen
des Unternehmens.
Für den Produktionsbereich bedeutet Industrie 4.0 vor allem die Rückführung von Informationen aus der
Fertigung in die Fertigungsplanung
und -steuerung (Bild 1). Dadurch
wird die Transparenz über den aktuellen Zustand in der Fertigung erhöht und es besteht die Möglichkeit,
schnell und teils auch automatisiert
auf Störungen, wie zum Beispiel Maschinenausfälle, und Fehler, wie
zum Beispiel Formfehler an den Bauteilen oder Lunker in Gusswerkstücken, zu reagieren.
Umplanung bei
Produktionsstörungen
Wenn der aktuelle Zustand der Maschinen und der Arbeitsvorrat an
den Maschinen in der Fertigungsplanung und -steuerung in Echtzeit zur
Verfügung steht, kann schnell auf
mögliche Störungen reagiert werden. Allerdings braucht es Methoden
und Strategien, wie auf die Störung
reagiert werden soll. Wird der reguläre Fertigungsablauf gestört, z. B.
aufgrund eines Maschinenausfalls,
ist es erforderlich, die Fertigung der
Bauteile neu zu planen, damit die
Lieferfristen eingehalten werden
DER AUTOR
können. In der Regel gibt es heute
für ein Bauteil einen festen Arbeitsplan, der auch die Nutzung von bestimmten Fertigungseinrichtungen
vorsieht. Um eine schnelle und automatisierte Umplanung zu ermöglichen, sind alternative Arbeitspläne
erforderlich, die alternative Fertigungsrouten beinhalten. Das heißt,
dass ein Bauteil bei einem Maschinenausfall „umgesteuert“ werden
kann und dann eine andere als die
ursprünglich geplante Fertigungsroute nimmt (Bild 2).
Das IFW hat eine Web-basierte Software entwickelt, die genau dieses ermöglicht. Über einen Datenlogger
sind die Maschinen in ein Datennetzwerk eingebunden und liefern
aktuelle Informationen zu Bauteil,
Prozess und Maschinenzustand in
die Planung und Steuerung. Ein Maschinenausfall wird folglich sofort
sichtbar. Über die alternativen Arbeitspläne kann nun automatisiert
umgeplant werden, und es werden
direkt die Folgen der Umplanung
sichtbar. Zum Beispiel kann die Nutzung alternativer Fertigungsrouten
eine zeitliche Verschiebung der Abläufe bedeuten. Dies da die Bearbeitungszeit an einer alternativen Maschine anders sein kann. Wesentlich
bei einer automatisierten Umplanung ist die Rückführung der Informationen aus der Fertigung. Sie
schafft Transparenz und ermöglicht
so überhaupt erst komplexe Umplanungen.
Bild 1: Rückführung von Informationen aus der Fertigung in die Fertigungsplanung und -steuerung ist ein Kern für Industrie 4.0 für die Produktion
(Grafiken: IFW)
Alternative Routen
Optimierung durch
Informationsverarbeitung
Ein Qualitätskriterium für spanend
gefertigte Bauteile ist die Formgenauigkeit. Beeinflusst wird diese
durch die Abdrängung zwischen
Werkzeug und Werkstück. Die Abdrängung wiederum hängt über die
Systemsteifigkeit von den Prozesskräften ab. Das bedeutet im Umkehrschluss, wenn die Prozesskräfte und
die Systemsteifigkeit bekannt sind,
kann die Abdrängung und damit
auch die Formgenauigkeit prognostiziert werden. Die Herausforderung
ist, die Kräfte im Prozess zu messen.
Hierbei gibt es zwei grundlegende
Besonderheiten:
Der Einsatz von Kraftmesssystemen im Kraftfluss der Maschine
geht normalerweise mit einem Verlust der Steifigkeit einher, was für
die Anwendung der Maschine nicht
gewünscht ist.
An der steifen Maschinenstruktur
können keine Verformungen gemessen werden, da die Dehnungen
zu gering sind.
Eine am IFW entwickelte Lösung besteht nun darin, in die Maschinen-
·
Dr.-Ing. Jens Köhler, Oberingenieur am Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen
von Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena, Leibniz Universität Hannover
Informationsrückfluss
·
Bild 2: Liegt eine Störung an einer Maschine vor, kann über alternative Arbeitspläne der Fertigungsablauf automatisiert geändert werden, so dass Liefertermine und Qualitätsanforderungen
eingehalten werden
struktur an bestimmte Stellen Kerben einzubringen und in diesen Kerben Mikrodehnungssensoren einzusetzen. Im Kerbgrund kommt es
bei mechanischer Belastung zu einer
Spannungsüberhöhung und damit
einhergehend auch zu einer Dehnungsüberhöhung, welche gemessen werden kann. Über die gemessenen Dehnungen können wiederum
die Prozesskräfte und in einem weiteren Schritt die Abdrängung berechnet werden. Die Prozessparameter
können daraufhin einfach im NCProgramm korrigiert werden.
Der
Zusammenhang
zwischen
Werkzeugabdrängung und Vorschubgeschwindigkeit kann in einem weiteren Schritt in einem Modell abgebildet werden. Berechnet
wird dabei, welche Vorschubgeschwindigkeiten zu geringen
Werkzeugabdrängungen und damit
auch zu geringeren Formabweichungen am Bauteil führen. Das Modell
ermittelt so für die jeweiligen Werkzeuge und Werkstücke einen Grenzwert für die Vorschubgeschwindigkeit. Mit diesem ist es möglich, einen
Prozess hinsichtlich der Formgenauigkeit zu optimieren.
Der automatisierte Prozess läuft
dann wie folgt ab: Während der Bearbeitung werden die Dehnungen
gemessen, die Kräfte berechnet und
die Formgenauigkeit bestimmt. Liegt
diese außerhalb der gegebenen Toleranzen, werden die Prozessparameter im NC-Programm, zum Beispiel
die Vorschubgeschwindigkeit, automatisiert so angepasst, dass das
nächste Bauteil hinsichtlich der
Formgenauigkeit innerhalb der Toleranzen liegt. Der wesentliche Vorteil
dabei ist, dass diese Optimierungsschritte automatisiert ablaufen können und der Fertigungsplaner nur einen Startwert vorzugeben braucht.
Dies, ohne die optimale Vorschubgeschwindigkeit kennen zu müssen.
Informationsrückführung bietet
ökonomische Potenziale
Die Rückführung von Fertigungsdaten in die Fertigungsplanung und
-steuerung schafft Transparenz und
bietet das Potenzial, die Abläufe in
der Fertigung zu optimieren. Dieses
ist ein wesentlicher Schritt für eine
effiziente Fertigung und bietet auch
große ökonomische Potenziale. Weitere Potenziale liegen im Fertigungsprozess selbst. Im Folgenden wird
anhand des Ratterns und der
Schneidkantenverrundung gezeigt,
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 35
Qualitätsoptimierung
Werkzeuge mit Freiflächenfase
Bild 3: Nutzung von Fertigungsdaten zur Qualitätsbewertung und -optimierung
Bild 4: Der Einsatz von Werkzeugen mit Freiflächenfasen reduziert Ratterschwingungen im Fräsprozess
Gedämpfte Spindel
Schneidkantenverrundung
Bild 5: Eine aktiv gedämpfte Spindel vermeidet Ratterschwingungen
wie durch Modifikationen am Werkzeug und an der Werkzeugmaschine
die Produktivität der Prozesse signifikant erhöht werden kann.
Ratterschwingungen
beschränken die Produktivität
Bei der Bearbeitung von dünnwandigen Bauteilen oder beim Einsatz von
lang auskragenden Werkzeugen sind
Ratterschwingungen ein weit verbreitetes Problem. Wenn keine anderen Maßnahmen ergriffen werden
können, muss letztlich die Schnitttiefe so weit reduziert werden, dass
keine Ratterschwingungen mehr
auftreten. Dadurch wird die Produktivität des Prozesses massiv gemindert. Allerdings gibt es durch Modifikationen des Werkzeugs sowie an
der Werkzeugmaschine Möglichkeiten, Ratterschwingungen zu vermeiden und die Produktivität noch zu
erhöhen.
Bild 4 zeigt ein dünnwandiges Bauteil, das durch Flankenfräsen mit einem Roboter bearbeitet wurde. Im
linken Teil des Bildes wird der Einsatz eines scharfkantigen Werkzeugs
dargestellt. Ab einer bestimmten
Schnitttiefe treten Ratterschwingungen auf, die sich deutlich auf der
Bauteiloberfläche abzeichnen. Im
schlimmsten Fall können durch Ratterschwingungen sogar Maschinenschäden entstehen. Wird allerdings
ein Werkzeug eingesetzt, das eine
Freiflächenfase, auch Stützfase genannt, aufweist (rechts im Bild), treten bei gleichen Prozessparametern
keine Ratterschwingungen auf. Die
Freiflächenfase, die eine Fasenlänge
von wenigen zehntel Millimetern besitzt, führt zu einem Kontakt zwischen Bauteil und Freifläche des
Werkstücks, so dass der Prozess gedämpft wird.
Neben dieser passiven Dämpfung
kann ein Prozess auch aktiv gedämpft und so Ratterschwingungen
vermieden werden. Bild 5 zeigt eine
neu entwickelte Spindel für eine
Werkzeugmaschine. Wesentlicher
Unterschied zu einer klassischen
Werkzeugmaschinenspindel ist der
integrierte Aktor. Über Wirbelstromsensoren werden Schwingungen der
Spindelwelle detektiert, die aus dem
Zerspanprozess resultieren. Über einen elektromagnetischen Aktor können diese Schwingungen aktiv gedämpft werden, indem der Schwingung eine Gegenkraft entgegengesetzt wird. Im linken Teil von Bild
5 ist das Potenzial der aktiven Dämp-
fung dargestellt. Während eines
Fräsprozesses, bei dem eine Ratterschwingung vorliegt, wurde die aktive Spindeldämpfung eingeschaltet
und die Ratterschwingungen eliminiert. Folglich muss die Produktivität nicht reduziert werden.
Schneidkantenverrundung –
wenige Mikrometer entscheiden
über die Leistungsfähigkeit des
Werkzeugs
Verrundete Schneidkanten an Zerspanwerkzeugen beeinflussen signifikant den Werkzeugverschleiß.
Untersuchungen am IFW zeigen,
dass die Standzeit der Werkzeuge
um bis zu einem Faktor von drei, bei
gleich bleibenden Prozessparametern, erhöht werden kann. Allerdings zeigen die Arbeiten auch, dass
eine falsche Verrundung der
Schneidkante, zum Beispiel Wasserfall- statt Trompetengeometrie, zu einer Verringerung der Standzeit gegenüber
einem
unverrundeten
Werkzeug führt.
In der Herstellkostenbetrachtung
spielen die Werkzeugkosten nur eine
untergeordnete Rolle, vielmehr ist es
wichtig, dass die Maschinenbelegungszeit gering ist. Der Standzeit-
Bild 6: Eine geeignete Schneidkantenverrundung beeinflusst das Verschleißverhalten positiv, so dass die Prozessparameter erhöht und Bearbeitungszeiten deutlich reduziert werden können
vorteil von verrundeten Werkzeugen
kann auch genutzt werden, um die
Produktivität bei gegenüber scharfkantigen Werkzeugen gleich bleibender Standzeit zu erhöhen. Bild 6
zeigt beispielhaft die Vorteile: Ein
verrundetes Fräswerkzeug kann bei
deutlich erhöhten Prozessparametern eingesetzt werden. Zusätzlich
werden Schneidkantenausbrüche,
die zu einem spontanen Versagen
des Werkzeugs führen können, vermieden. Dadurch konnte in dem Beispiel die Bearbeitungszeit eines
Musterbauteils um 55 % reduziert
werden.
Zusammenfassung
Industrie 4.0 ist ein Schlüsselfaktor
für die deutsche Industrie. Durch die
neuen Möglichkeiten wird eine bislang nicht bekannte Transparenz in
der Fertigung geschaffen. Diese ermöglicht eine Optimierung der Fertigungsabläufe und Prozesse. Um
dies auch tatsächlich nutzen zu können, sind allerdings auch effiziente
Werkzeugmaschinen und Zerspanwerkzeuge erforderlich. So können
durch Werkzeuge mit Freiflächenfasen und durch aktiv gedämpfte Spindeln die Schnitttiefe – und damit
auch die Zerspanleistung – deutlich
erhöht werden. Auch Schneidkantenverrundungen bieten neben der
Erhöhung von Standzeiten das Potenzial zu einer erhöhten Produktivität.
Für eine wirklich effiziente Fertigung bieten die unter dem Schlagwort „Industrie 4.0“ bekannten Ansätze zwar eine gute Grundlage, ohne produktive Werkzeuge und Maschinen werden sich die Potenziale
in der Fertigung allerdings nicht
nutzen lassen.
Institut für Fertigungstechnik und
Werkzeugmaschinen,
Leibniz Universität Hannover
www.ifw.uni-hannover.de
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 36
uniVAL ermöglicht Betrieb von Stäubli Robotern über Fremdsteuerungen
Integrierte Lösung
Die Automation von Werkzeugmaschinen hat Hochkonjunktur.
Stäubli hat sich bereits vor Jahren
der besonderen Anforderung der
Roboterintegration im Maschinenumfeld angenommen und verfügt
heute über ein perfekt geeignetes
Roboterportfolio für das Be- und
Entladen. Das Beste dabei: Mit uniVAL lassen sich alle Stäubli Kinematiken über Multiachssteuerungen und neu auch über SPS betreiben.
boter, die die Integration drastisch vereinfachen sollte.
Mit der Entwicklung der patentierten
Ready-to-plug-Lösung uniVAL kam
Stäubli dem Wunsch der Maschinenhersteller nach einer offenen EchtzeitSchnittstelle zu deren Steuerungen
nach. Heute lassen sich alle Stäubli
Roboter als Standardmaschinen für
das Be- und Entladen sowie weitere
Arbeitsschritte einsetzen. Programmierung und Betrieb der Roboter laufen dabei komfortabel über die Werk-
Stäubli Roboter TX90XL automatisiert Rundtakt-Werkzeugmaschine (links)
Steuerungen. Die Programmierung
der Roboter erfolgt dabei besonders
anwenderfreundlich über angelegte
Funktionsbausteine. Die sehr gute
Stäubli Bahnplanung bleibt dabei im
Hintergrund stets aktiv.
Von der einfachen steuerungstechnischen Integration über uniVAL drive
oder uniVAL plc profitieren Maschinen- und Roboterhersteller sowie
Anwender gleichermaßen. Die Vorteile für Maschinenhersteller liegen
auf der Hand: Sie können die einheitliche Programmier- und Bedienumgebung ihrer Steuerung für den
Roboterbetrieb nutzen, ohne sich
mit einer fremden Programmieroberfläche auseinandersetzen zu müssen. Ein Mehrwert, der sich auch im
Servicefall schnell bezahlt macht.
Präzisionsroboter für härteste
Einsatzbedingungen
Der Wunsch der Werkzeugmaschinenhersteller nach Integration der Robotersteuerung in den Motioncontroller ihrer Maschinen ist nur zu verständlich, denn natürlich will sich
kein Anwender in der spanenden Fertigung mit unterschiedlichen Steuerungen für Werkzeugmaschine und
Roboter auseinandersetzen. Bedienkomfort ist gefragt, und hier ist eine integrierte Lösung auf Basis einer einheitlichen Steuerungsplattform nicht
zu toppen.
Um diesem Wunsch nachzukommen,
sind einige Maschinenhersteller bereits vor Jahren dazu übergegangen,
Roboter auch steuerungsseitig in den
Motioncontroller
der
Werkzeugmaschine zu integrieren. Zwar durften
sich die Anwender in solchen Fällen
über die einheitliche Bedienoberfläche für Werkzeugmaschine und Roboter freuen, doch der Aufwand für solche Lösungen war enorm. Da reifte
der Wunsch nach einer offenen
Schnittstelle zur Ansteuerung der Ro-
zeugmaschinensteuerung oder SPS.
Voraussetzung dafür ist die uniVALSchnittstelle, die optional für jedes
Stäubli Robotermodell verfügbar ist.
Maschinensteuerung und RoboterController arbeiten Hand in Hand
Heute gestaltet sich die Integration
der Robotersteuerung in den Motioncontroller der Werkzeugmaschine
oder eine SPS denkbar einfach. Soll
die Robotersteuerung über eine Multiachssteuerung erfolgen, kommt uniVAL drive zum Einsatz. Dabei setzt
die Werkzeugmaschinensteuerung
über uniVAL drive auf die Robotersteuerung auf und kann so über Bussysteme wie Sercos3, Ethercat, Powerlink oder Profinet die Roboterachsen mit ihren Drives ansteuern. Eine
perfekte Lösung, die denkbar einfach
funktioniert.
Dabei kooperieren die beiden Steuerungen in Echtzeit miteinander.
Während die Maschinensteuerung
für übergeordnete, applikationsspezifische Funktionen, inverse Kinematik und Bahnplanung sowie resultierende Fahrbefehle zuständig ist,
übernimmt die untergeordnete Stäubli Robotersteuerung weiterhin die
Regelalgorithmen der Achsen wie
Synchronisation und Achsentkopplung sowie die Ansteuerung der Antriebe. Ein entscheidender Vorteil
dieser integrierten Lösung ist die
Kombination der Stärken beider
Steuerungswelten, sprich der kompletten Robotikkompetenz von Stäubli in Kombination mit der Durchgängigkeit der eigenen Steuerungsplattform.
uniVAL plc und uniVAL drive:
Lösungen mit vielen Vorteilen
Die neueste Entwicklung aus dem
Hause Stäubli heißt uniVAL plc. Diese Lösung mit vordefinierter Schnittstelle erlaubt den Betrieb der Roboter über speicherprogrammierbare
Für die Endanwender bietet die integrierte Steuerungslösung ein Maximum an Bedienkomfort sowie weitere Vorteile in punkto Maschinenauslastung. Die einfache Bedienung erlaubt einen besonders effizienten
Einsatz der Maschinen und trägt somit dazu bei, teure Maschinenstillstandszeiten weiter zu reduzieren.
Auch für Stäubli zahlt es sich heute
aus, dass man dem Kundenwunsch
nach einer offenen Schnittstelle zu
Fremdsteuerungen nachkam. Führende Maschinenhersteller sehen in
der offenen Schnittstelle einen entscheidenden
Wettbewerbsvorteil,
der den Robotern ein noch breiteres
Einsatzspektrum erschließt.
Noch vor der steuerungstechnischen
Weiterentwicklung durch die Echtzeitschnittstelle uniVAL drive hat
Stäubli die komplette Roboterpalette
auf Einsätze an und in Werkzeugmaschinen bestens vorbereitet. Dort
wo Staub, Späne und Kühlschmierstoffe für härteste Einsatzbedingungen sorgen, garantieren diese Premiumroboter aufgrund einzigartiger
Konstruktionsmerkmale
prozesssichere Lösungen.
Für das Be- und Entladen muss sich ein
Stäubli TX90L weit in den Arbeitsraum
des Bearbeitungszentrums strecken
(oben)
Bereits die Standard-Sechsachser der
TX-Baureihen zeichnen sich durch eine voll gekapselte Bauweise aus. Sie
erfüllen die Schutzart IP 65 und
punkten zudem mit innenliegenden
Kabeln und Versorgungsleitungen.
Eine aufwändige Handgelenkskonstruktion verhindert das Eindringen
von Schmutz, Staub, Flüssigkeiten
und Spänen. Hinzu kommen eine
überaus kompakte Bauweise mit
schlanker Struktur. Bei der konstruktiven Auslegung der Hauptachsen haben die Entwickler zudem große
Sorgfalt darauf verwendet, den Robotern komplexe Bewegungsprofile mit
minimalem Platzbedarf zu ermöglichen.
Für Einsatzfälle, bei denen die Roboter im Maschineninneren permanent
der Beaufschlagung von Kühlschmierstoffen ausgesetzt sind, rät
Stäubli zur Verwendung der besonders geschützten Roboter in HE-Bauweise. Durch Verwendung der Stäubli
Überdruckeinheit lässt sich die
Schutzartklassifizierung IP 65 noch
steigern. Eine weitere Stäubli Innovation erweist sich hier als besonders
nützlich: die vertikale Kabeldurchführung. Sämtliche Anschlüsse befinden sich vor Kühlschmierstoffen und
Spänen geschützt unter dem Roboterfuß.
Dank der intensiven Entwicklungsarbeit der vergangenen Jahre kann
Stäubli Robotics heute prozesssichere, vollintegrierte Lösungen für die
Automation von Werkzeugmaschinen anbieten, mit denen sich eine
Reihe von Vorteilen erschließen
lassen.
Stäubli Robotics Deutschland
www.staubli.com
DER AUTOR
Gerald Vogt,
Geschäftsführer,
Stäubli Robotics Deutschland
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 37
Effizienzsteigerung von Werkzeugmaschinen
Doppelpass zwischen
Spanntechnik und Greifsystemen
Die Erfolge der automatisierten
Maschinenbeladung sind beachtlich: Selbst bei der Fertigung von
Kleinstserien und Einzelstücken ist
es zwischenzeitlich möglich, rüstzeitbedingte Stillstandzeiten spürbar zu reduzieren und die Maschinen mit minimalem Personalaufwand voll auszulasten. Dabei
kommt es auf ein perfekt abgestimmtes Zusammenspiel von
Greifsystemen und Spannmitteln
an. Das Modulprogramm von
Schunk ermöglicht maßgeschneiderte Lösungen.
Für die automatisierte Maschinenbeladung gibt es zwei wesentliche Varianten: Bei großen Serien, aber auch
bei sehr langen Bearbeitungszeiten
hat sich der automatisierte Werkstückwechsel etabliert. Dabei werden die
Werkstücke in der Regel per Roboter
oder Portal unmittelbar in ein Kraftspannmittel, beispielsweise einen
Kraftspannblock, ein kraftbetätigtes
Mehrbackenfutter oder auf hydraulisch bestätigte Sonderspannmittel
eingewechselt. Bei kleinen und mittleren Serien wiederum wird heute meist
der automatisierte Spannmittelwechsel favorisiert. Mithilfe von Nullpunktspannsystemen lassen sich ganze
Spannvorrichtungen innerhalb weniger Sekunden referenzgenau in der
Maschine fixieren, positionieren und
spannen.
Wandlungsfähige
Kraftspannmittel
Einen Maßstab in punkto Kompaktheit, Spannkraft und Präzision setzen
die leistungsdichten Schunk TANDEM
plus Kraftspannblöcke, die vor allem
in der hochproduktiven Serienfertigung gefragt sind. Ihr einteiliger, steifer Grundkörper, eine Keilhakenkinematik sowie lange, geschliffene Backenführungen sorgen auf engstem
Bauraum für konzentrierte Spannkräfte von bis zu 55 kN. Zugleich gewährleisten sie eine exzellente Wiederholgenauigkeit von bis zu 0,01 mm. Damit sind sie auch für anspruchsvollste
Fräsbearbeitungen mit hohem Zeitspanvolumen, hohen Zyklenzahlen
und minimalen Toleranzen ideal geeignet. Um bei der automatisierten Beladung eine maximale Prozessstabilität zu gewährleisten, lässt sich ab Baugröße 100 die Position der Spann-
DER AUTOR
Uwe Weil,
Leiter Schulung und Produkttraining,
Schunk GmbH & Co. KG
Wandlungsfähige Spannmittel und
Greifsysteme ermöglichen flexible
und hocheffiziente Prozesse in der
modernen Fertigung
Schunk Schnellwechselmodule gewährleisten einen prozessstabilen
Greiferwechsel in Sekundenschnelle
backen über den kompletten Backenhub hinweg detektieren. Besonders
vielseitig nutzbar werden die Spannblöcke in Kombination mit dem
Schunk Backenschnellwechselsystem
BWM. Unabhängig von der Einbaulage können die Spanner in weniger als
30 Sekunden mit einer Wechselwiederholgenauigkeit von 0,02 mm auf einen neuen Backensatz zur Außenspannung umgerüstet werden.
Ebenso überzeugende Werte bei Rüst-
identische Adapter sowohl für die Betätigung des Kraftspannfutters als
auch für die Betätigung von HydroDehnspannmitteln und mechanischen
Spannmitteln genutzt wird. Dabei ist
keine Verbindung zur Hydraulik oder
zum Spannzylinder erforderlich.
Schunk Hydro-Dehnspanndorne und
-futter sind eine wirkungsvolle Lösung, um bei automatisierter Beladung die Rüstzeiten zu minimieren,
Werkstücke automatisch zu zentrie-
„Indem Spannmittel und Greifsysteme
präzise aufeinander abgestimmt werden,
entstehen enorme Synergieeffekte bei der
automatisierten Beladung.“
Uwe Weil, Leiter Schulung und Produkttraining, Schunk GmbH & Co. KG
zeit und Backen-Wechselwiederholgenauigkeit liefert das Schunk 3-Backen-Kraftspannfutter ROTA THW. Es
wurde gezielt auf das hohe Prozesstempo, die Präzision und die Flexibilität moderner Multitasking-Maschinen
abgestimmt. Doch damit nicht genug:
Für besonders anspruchsvolle Bearbeitungen hat Schunk eine Schnittstelle zu werkstückspezifisch konstruierten Schunk Hydro-Dehnspannlösungen geschaffen. Im fliegenden Wechsel und ohne dass ein kompletter Futterwechsel erforderlich ist, kann zwischen Backenspannung und HydroDehnspannmittel variiert werden. Die
Lösung wurde so ausgelegt, dass der
ren und mit einer Wiederholgenauigkeit von bis zu 0,003 mm zu spannen.
Das Prinzip des schnellen Umrüstens
lässt sich auch beim Werkstückhandling nutzen. Mit derzeit 22 Baugrößen
und über 2000 Varianten bietet
Schunk die weltweit größte Variantenvielfalt bei Schnellwechselsystemen
für Greifsysteme. Während ein geübter Bediener fürs händische Umrüsten
eines pneumatischen Effektors zwischen zehn und 30 Minuten benötigt,
reduzieren Schunk Schnellwechselsysteme den gleichen Vorgang auf wenige Sekunden. Je nach Anwendung
kann dieser Vorgang komplett auto-
matisiert erfolgen. Wem das zu umfangreich ist, kann Schunk Greifmodule mit Schnellwechselfingern ausstatten und auf diese Weise unterschiedliche Greifszenarien realisieren.
Kompletter Spannmittelwechsel
mithilfe von
Nullpunktspannsystemen
Nicht zuletzt aufgrund des Erfolgs von
Nullpunktspannsystemen gewinnt in
jüngerer Zeit auch der automatisierte
Spannmittelwechsel rasant an Bedeutung. Mithilfe des extrem leistungsdichten Schunk Nullpunktspannsystems VERO-S lassen sich komplette
Spannvorrichtungen voll automatisch
referenzgenau in der Maschine fixieren, positionieren und spannen. Ein
patentiertes Antriebskonzept, bestehend aus Eil- und Spannhub, verleiht
dem Nullpunktspannsystem Einzugskräfte von bis zu 40 000 N und Haltekräfte von bis zu 75 000 N. Die Module nehmen auch extreme Querkräfte
zuverlässig auf, ohne dass das Werkstück seine Position verändert oder
verschleißträchtige Vibrationen an der
Werkzeugschneide entstehen. Der eigentliche Rüstvorgang findet hauptzeitparallel und damit besonders wirtschaftlich außerhalb der Maschine
statt. Als Werkstückträger kommen
meist Spannpaletten oder Spanntürme
zum Einsatz, die an der Unterseite
Dieser Hydro-Dehnspanndorn ist direkt auf dem Schunk Kraftspannfutter
ROTA THW platziert und ermöglicht
eine hochpräzise Spannung. Der
Schunk Beladegreifer wiederum ist
mit Kunststoffbacken ausgerüstet, um
die Oberfläche der Präzisionsteile zu
schonen
über eine einheitliche Schnittstelle
zum Nullpunktspannsystem verfügen
und mit unterschiedlichsten Spannmitteln ausgerüstet werden können.
Sind die Werkstücke gespannt, werden die Paletten oder Spanntürme magaziniert und sukzessive auf die Maschine eingewechselt. Spezielle Komponenten, wie das Schunk Palettiermodul VERO-S NSA plus wurden gezielt für die robotergestützte Maschinenbeladung entwickelt. Sie bauen
extrem flach, können unmittelbar in
den Maschinentisch integriert werden
und lassen im Maschinenraum jede
Menge Platz fürs Werkstück und für
die Achsbewegungen. In Kombination
mit
der
störkonturminimierten
Schunk Leichtbaukupplung VERO-S
NSR sind besonders niedrige Aufbauten aus Spannstation und -palette
realisierbar.
Schunk GmbH & Co. KG
www.schunk.com
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 38
Automatisierung in Deutschland bietet noch reichlich Potenzial
Mit wenig viel bewegen
In Deutschland bestehen noch erhebliche Potenziale für wirtschaftlichere Produktionsverfahren. Die
heimische Industrie ist zwar führend in der Entwicklung von Automatisierung, aber abgeschlagen
bei deren Einsatz. Hierdurch ergibt
sich die paradoxe Situation, dass
Deutschland sowohl Entwicklerland als auch Entwicklungsland ist
– und das auf dem gleichen Gebiet. Warum ist das so, und weshalb muss sich diese Situation ändern?
Der Ausbau der Automatisierung
muss sich stets am tatsächlichen Bedarf der Unternehmen, ganz gleich
welcher Größe, orientieren und sollte gleichermaßen einfach wie flexibel sein. Mit Blick auf diese Anforderungen bietet Fastems eine große
Bandbreite an Automationslösungen
und verfolgt dabei eine Triple P-Strategie. Triple P (Parts, Pallets, Processes) steht für ein umfassendes Lösungsspektrum in den Bereichen
Werkstück- und MaschinenpalettenHandling sowie intelligenter Prozessplanung und -steuerung.
Ein gutes Beispiel für eine einfache,
aber effiziente Automatisierungslösung im Bereich Part-Handling ist
die Entwicklung des HALTER LoadAssistant. Bei diesem universellen
System handelt es sich um einen Ro-
MMS5 ist mehr als eine übergeordnete Steuerung, die bereits heute viele Ziele von Industrie 4.0 realisiert
Die FPC-Familie umfasst Palettengrößen von 400 bis 1250 mm und ist
für Lasten von 750 bis 7500 kg ausgelegt. Alle FPC eignen sich zur
Anbindung von bis zu drei identischen Werkzeugmaschinen und
können bei Bedarf um zusätzliche Container erweitert werden
boter zur Be- und Entladung von
Werkstücken an CNC-Werkzeugmaschinen mit einem rotierenden
Beladungssystem. Zur einfachen
Steuerung des LoadAssistant, aber
auch von Roboterzellen, empfiehlt
sich Fastwizard. Die intuitive Software gibt dem Anwender z. B. anhand einfacher Symbole Schritt für
Schritt Anweisungen zur Steuerung
einer Roboterzelle, Vorkenntnisse
sind nicht erforderlich.
Für die einfache Integration in bestehende Fertigungsprozesse hat Fastems im Bereich Werkstückhandling
Der HALTER LoadAssistant als universelles
Handlingsystem wurde
erstmals auf der AMB
2014 vorgestellt
ein ideal aufeinander abgestimmtes
Baukastensystem für Portallader bestehend aus Bewegungs- und Greifermodulen, Steuerungen, Werkstückmagazinen sowie Handling-, Funktions- und Maschinen-Modulen entwickelt.
Einstieg in die Automatisierung
Für das zweite „P“ in Triple P (Pallets), bietet sich der Flexible Palettencontainer (FPC) als gleichsam einfacher wie wirtschaftlicher Einstieg
in die Automatisierung an. Der FPC
ist ein kompaktes Flexibles Fertigungssystem (FFS) für horizontale
Bearbeitungszentren (BAZ), das bereits vorkonfiguriert und getestet in
einem Container ausgeliefert wird
und somit binnen weniger Tage einsatzbereit ist. Für Reinhold Pöschko,
Fertigungsleiter der Zwick GmbH &
Co. KG, zählt vor allem die Flexibilität des FPC. Die Firma Zwick, ein
Weltmarktführer bei der statischen
Materialprüfung und führend bei dynamischen Prüfsystemen, erwarb zunächst einen FPC-750 zur Automatisierung eines horizontalen BAZ von
Starrag-Heckert (HEC 400 D). „Der
FPC ist kompakt und lässt sich sehr
gut, auch nachträglich, in bestehende
Fertigungskonzepte integrieren. Soll
ein BAZ ersetzt werden, kann der FPC
einfach an die neue Maschine angebunden werden“, beschreibt der Fertigungsleiter einen besonderen Vorteil des Systems im Vergleich zu einem Rundspeicher oder Palettenpool.
Mittlerweile hat Zwick im Zusammenhang mit dem Kauf von weiteren
Maschinen (darunter eine Heller
H 2000 und zwei H 4000) einen zusätzlichen FPC-750 sowie zwei
FPC-1000 im Einsatz. Mit dem System
sind selbstverständlich auch produktive mannlose Nachtschichten möglich.
Komplexes, vielseitiges FFS
Hohe Produktivität bei sehr hoher
Teilevielfalt und kleinsten Losgrößen
bis hin zu Einzelteilen, ist ein Spagat,
den auch das Unternehmen Multivac
meistern muss. Der weltweit führende Hersteller von Verpackungsmaschinen hat in den letzten Jahren
daher kontinuierlich in mehrere Multi-Level-Systeme (MLS) von Fastems
investiert. Vor allem beim Thema Fertigungs- respektive Bearbeitungsflexibilität zeigt Multivac, welche enormen Potenziale diese Lösungen bieten. An einem der jüngsten MLS mit
102 Palettenplätzen sind eine Heller
FP 4000, zwei Heller MC 8000 und eine Grob G550 angebunden. Mit der
Integration von Maschinen unter-
MLS sind vielseitige FFS,
die in zahlreichen unterschiedlichen Konfigurationen verfügbar sind,
von einer Bearbeitungszelle mit einer Werkzeugmaschine bis hin zu einem komplexen FFS mit
Maschinen unterschiedlicher Hersteller und Typen. Die platzsparenden
Systeme ermöglichen außerdem die Integration
z. B. von Roboterzellen,
Waschmaschinen oder
Messzellen
schiedlicher Hersteller und Typen
wurde eine vielseitige Automatisierungslösung realisiert, die dem Unternehmen eine gleichsam hochproduktive wie in jeder Hinsicht flexible
Fertigung ermöglicht.
Auf dem Weg zu Industrie 4.0
Die Praxis zeigt: Automatisierung
muss nicht nur einfach, sondern immer auch flexibel sein und ist somit
ein entscheidender Faktor für hohe
Wirtschaftlichkeit. Allerdings können die meisten Lösungen nur so gut
sein, wie es die Intelligenz dahinter
zulässt. Aus diesem Grund hat sich
Fastems seit Beginn an auf die eigene
Softwareentwicklung konzentriert.
Das jüngste Ergebnis: eine Steuerung, mit der schon heute die Ziele
von Industrie 4.0 Realität werden.
MMS5 ist mehr als eine Leitwarte
zwischen Automatisierungssystem
und Maschine, da die Steuerung nicht
nur eine NC-Programm- und Werkzeugverwaltung integriert, sondern
auch die Ressourcenplanung übernimmt. Die MMS5 ermöglicht somit
eine vorausschauende Produktionsplanung und trifft auf Wunsch auch
eigene
Planungsentscheidungen,
wenn Fertigungsabläufe unvorhergesehen gerändert werden müssen.
Wie weit die Erfahrungen von Fastems im Hinblick auf IT-Entwicklungen zurückreichen, zeigt zudem die
Kundenbetreuung. Bereits seit 1990
nutzt Fastems hier den eigenen Remote-Service, um weltweit eine hohe
Verfügbarkeit aller installierten Systeme sicherzustellen. Mehr als 80 % aller Probleme lassen sich auf diese
Weise schon binnen kürzester Zeit
beheben.
Fastems Systems GmbH
www.fastems.com
www.fastems-systems.de
DER AUTOR
Bernd Grieb,
Geschäftsführer,
Fastems Systems GmbH
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 39
Flexible Automatisierungslösungen für kleine Serien
Standardisierte Modularität
Cellro, als Anbieter innovativer Automatisierungslösungen, begegnet
dem in der zerspanenden Industrie
fortwährenden Bedürfnis nach
mehr Flexibilität mit dem Konzept
der standardisierten Modularität.
Dies erlaubt es auch Herstellern
mit kleinen und mittelgroßen Produktionsserien, gewinnbringend
zu automatisieren. Die Automation
kann mit Hilfe eines standardisierten und breit aufgestellten Modulbaukastens jederzeit und zu geringen Kosten an die wechselnden
Produktionsbedingungen des Kunden angepasst werden.
Die Welt der industriellen Fertigung
befindet sich in einem radikalen Umbruch. Niedriglohnländer bilden eine
stets größere preisliche Konkurrenz,
während sich der Markt kontinuierlich von Massenproduktion zu Individualfertigung wandelt (zunehmende
Personalisierung). Dies fordert insbesondere von europäischen Produzenten ein gesteigertes Maß an Flexibilität (schnelle Fertigung kleinster
Losgrößen) und einen besonderen
Fokus auf Qualität. All dies zu einem
möglichst konkurrenzfähigen Preis.
großer Zerspaner – erst recht unter
den Gesichtspunkten des oben beschriebenen Wandels. Während
Großserien eine relative (langjährige)
Planungssicherheit und ein fest definiertes Aufgabenspektrum bieten,
können Produzenten kleinerer Serien
oftmals nur schwer vorhersehen,
welche Aufträge und damit Herausforderungen sie in den folgenden Monaten erwarten.
Eine flexible Lösung, die mitwächst
Dies stellt besondere Anforderungen
an das Design der jeweiligen Automatisierungslösung. Bei der Großserienfertigung rechnet sich meist ein
starker Fokus auf produktspezifische
Effizienz. Das heißt, die Automatisierungslösung kann individuell für ein
spezielles Produkt bzw. eine spezielle
Produktfamilie entworfen und gebaut
werden. Im Gegenzug bedeutet dies
Flexibles Palettenhandling mit Hilfe
der Skid Plattform
Automatisierung ist unerlässlich
Traditionelle Fertigungsmethoden stoßen in diesem Zusammenhang schnell
an ihre Grenzen. Um weiterhin wettbewerbsfähig zu bleiben, gilt es, alle
zugehörigen Prozesse kontinuierlich
zu optimieren und somit die jeweiligen Produktionszeiten und -kosten bei
gleicher oder sogar verbesserter Qualität zu verringern. Automatisierung
spielt hierbei eine entscheidende Rolle, insbesondere der Einsatz von industriellen Roboterlösungen. Im Bereich der Zerspanung sorgen letztere
für eine durchgehende Auslastung des
Maschinenparks, kürzere Taktzeiten
und geringeren Ausschuss und helfen
somit, die Produktivität zu steigern
und Kosten zu senken.
Besondere Anforderungen für
Kleinserienfertigung
Von Robotern unterstützte Produktionslinien werden oftmals fälschlicherweise allein mit Großserienfertigungen, wie z. B. in der Automobilindustrie, in Verbindung gebracht.
Deren Anforderungen und Rahmenbedingungen sind jedoch grundverschieden zu denen kleiner bis mittel-
DER AUTOR
Gregor Großhauser,
Head of Marketing & Training,
Cellro B.V.
zesse weitestgehend vereinfacht. All
dies ermöglicht es, flexible und hochwertige Automatisierungslösungen
für kleine und mittelgroße Zerspaner
bezahlbar zu machen. Der Einsatz
von Standardmodulen bietet darüber
hinaus den Vorteil eines bewährten
Produktprogramms, welches für
mehr als einen einzelnen Kunden
Mehrwert bietet.
Standardisierte Modularität
Xcelerate X20 mit Spanneinheit zur
automatischen Bestückung von Paletten
jedoch auch, dass die entsprechende
Automatisierung ausschließlich für
die Fertigung dieser Produkte einsetzbar ist. Anschaffungskosten und
Funktionalität mögen hierdurch optimiert werden, der Restwert der Automatisierung geht jedoch gegen null.
Kleinserienlösungen hingegen erfordern eine möglichst große Flexibilität
und breite Einsetzbarkeit, da es sowohl unrentabel als auch impraktikabel ist, die Automatisierung bei jeder
Änderung des zu fertigenden Produkts neu anzuschaffen.
Modularität ermöglicht
vielseitigen Einsatz
Die Lösung hierfür: Modularität. Anstatt die Automatisierung als ein gan-
zes, unveränderliches System zu betrachten, wird sie stattdessen aus verschiedenen,
wiederverwendbaren
Modulen entsprechend den Bedürfnissen des Kunden zusammengestellt
und angepasst – ein simples Baukastensystem also. Bei Veränderungen in
der Produktion muss nicht länger die
gesamte
Automatisierung
ausgetauscht werden, sondern lediglich
einzelne Module. Dies spart Zeit und
Geld und erhöht die Lebens-/Einsatzdauer des Systems.
Die Track Plattform – allzeit um weitere Module und Maschinen erweiterbar
Langfristige Rentabilität
Bezahlbare und verlässliche
Standards
Durch Modularität allein wird Automatisierung jedoch noch nicht direkt
für den durchschnittlichen Zerspaner
rentabel. Auf Grund der zu gewährleistenden Kompatibilität können
modulare Systeme sogar komplexer
und somit in Bezug auf die ursprünglichen Anschaffungskosten ein wenig
teurer sein als konventionelle Lösun-
gen. Dieser vermeintliche Kostennachteil gleicht sich allerdings in der
Regel nach den ersten Anpassungen
an die sich mit der Zeit verändernden
Produktionsbedingungen wieder aus.
Die signifikant geringeren Umrüstkosten sorgen somit für eine langfristig höhere Anlagenrentabilität (ROI).
Für einen weiteren Kostenvorteil
sorgt zudem eine möglichst weitreichende Standardisierung. Hierdurch
werden die entstandenen Entwicklungskosten über eine Vielzahl von
Kunden verteilt, die Herstellungskosten auf Grund größerer Stückzahlen
gesenkt und die einhergehenden Pro-
Die Basis des Cellro Produktprogramms bilden eine Reihe von Hardund Software-Plattformen (Xcelerate,
Skid, Track etc.). Diese Plattformen
bestehen jeweils aus einem festen
Kern und einer Vielzahl von Standard-Modulen, welche darüber hinaus mit kundenspezifischen Modulen ergänzt werden können. Hieraus
können in kurzer Zeit verschiedenste,
den Bedürfnissen des Kunden entsprechende Automatisierungslösungen zusammengestellt werden. Um
den Einstieg weiter zu vereinfachen
und den Standardisierungsgrad weiter zu erhöhen, bietet Cellro zudem
drei Produktlinien mit einer Auswahl
von zum Teil vollständig vorkonfigurierten
Automatisierungslösungen: Lean, Smart und Flexible.
Alle Cellro-Lösungen bleiben jederzeit flexibel anpassbar und bieten somit eine langfristig hohe Rentabilität.
Cellro B.V.
www.cellro.com
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 40
Für jedes Fertigungsprofil gibt es eigene Automationsideen
Drinnen oder draußen
„Alles integriert“ oder „alles modular“ – wo der Roboter in oder an
einer Bearbeitungsmaschine positioniert wird, ist nicht nur eine Frage der Stückzahlen. Was Anwender wie Systemintegratoren gleichermaßen schätzen, sind übersichtliche, möglichst wenig komplexe Lösungen.
Im Fall einer zu automatisierenden
Bearbeitungsmaschine gibt es zahlreiche Lösungen. Damit einher geht
die Frage: Welches Konzept bietet im
vorgegebenen Kostenrahmen die gewünschte Flexibilität? Kleine oder
große Stückzahlen, viele oder wenige
vorhersehbare Änderungen, breites
oder schmales Fertigungsprogramm –
am Ende wird es ein Kompromiss
sein, einer in den technische Argumente ebenso wie Erfahrungen einfließen.
Nicht von der Hand zu weisen ist das
Argument von Karl Vlahek, Geschäftsführer M-Tool, der für eine autonome, beigestellte Roboterzelle plädiert: „Einen Roboter von Bearbeitungsmedien frei zu halten, dankt er
mit zuverlässigem Betrieb und langer
Lebensdauer.“ Hinsichtlich Größe
und Traglast oder gar Robotertyp gibt
es bei einer beigestellten Zelle keine
Beschränkungen. Generell streben
Systemintegratoren einen standardisierten Aufbau an, sind aber frei in
der Ausstattung. Ob die Zelle dann
fest mit der Werkzeugmaschine verbunden wird, ob sie so angeordnet
wird, dass sie auf die Seite geschoben
werden kann oder ob sie frei vor eine
Maschine platziert wird, hängt vom
Einzelfall ab.
Im Inneren einer Werkzeugmaschine
ist ein Roboter ein Einzweck-Automat. Seine Aufgabe beschränkt sich
so gut wie immer auf das Be- und Entladen. Dass ein integriertes Konzept
durchaus flexibel ist, zeigt die RobodrillPlus, eine automatisierte Produktionszelle, die Häberle entwickelt hat.
Die Flexibilität resultiert hier aus einer variablen Speichereinteilung. Die
fünf Ebenen lassen sich Etage für Etage entweder für Werkzeuge oder für
gespannte Werkstücke auf einheitlichen Werkstückträgern einrichten –
und bei Bedarf tauschen.
Auch bei integrierten Lösungen,
wenn der Roboter also im Maschinengehäuse sitzt, lassen sich hauptzeitparallel andere Aufgaben vom Roboter erledigen. Entstehen im Bearbeitungsraum Staub oder Emulsionsnebel, sind optische Prüfungen nur
eingeschränkt möglich. Durchaus
denkbar: mechanische Prüfungen,
Entgrat- oder Markieraufgaben.
In beigestellten Robotern ist die Aufgabenverteilung sehr viel einfacher.
Für diese Aufgaben greift M-Tool auf
standardisierte Module zurück. „Diese Module vernetzen wir auf möglichst niedriger Ebene“, sagt Vlahek.
Das macht nicht nur die Implementierung einfach, sondern auch spätere
Änderungen. Durch das Modulkonzept ist eine solche Zelle einfach im
Aufbau. Wenige Signale reichen für
die Kommunikation. Eine übergeordnete Visualisierung fasst die Informationen für den Bediener zusammen.
Standardisiert bis hin zum Robotertyp sind die Handlingzellen, die WMS
Engineering für einen Hersteller von
Landmaschinen konzipiert und gebaut hat. Hier war das Auswahlkriterium: Die Zelle soll an jede Bearbeitungsmaschine passen. Dafür stehen
die Boxen auf Plattformen, die sich
mit dem Stapler verfahren lassen.
Auch das Innenleben der Zellen ist
ausschließlich aus Standardeinheiten
und Modulen aufgebaut – bis hin
zum immer gleichen Robotertyp, einem M-710iC. Pluspunkt für das Konzept war sicherlich die modulare,
Die RobodrillPlus ist eine Maschine mit integrierter Automation und viel Flexibilität für kleinere Stückzahlen in der Lohnfertigung
„kranhaken-fertige“ Lösung. Und damit die Inbetriebnahmezeiten so kurz
wie möglich bleiben, werden die Zellen bei WMS fix und fertig aufgebaut
und getestet.
Gerd Häberle hat ein schlagkräftiges
Argument für die integrierte Lösung:
„Die RobodrillPlus ist ein fertiges und
„Ohne Zuverlässigkeit taugt die
größtmögliche Flexibilität nichts.“
Jürgen Barth, Key Account Manager, Fanuc Deutschland
Den Roboter über
die CNC-Oberfläche zu bedienen,
gehört bei Fanuc
zum Konzept –
ganz gleich, ob der
Roboter vor, in
oder auf der Maschine arbeitet
(Bilder: Fanuc)
inzwischen erprobtes System, das
sehr schnell in Betrieb gehen kann.“
Seine automatisierte Produktionszelle
ist von Haus aus eine integrierte Fertigungseinheit, die komplett erstellt
wird. Das flexible Element der RobodrillPlus ist ausnahmsweise einmal
nicht der Roboter, sondern das Konzept der Werkstück- und Werkzeugbeschickung. Und noch ein großes
Plus verbucht die Häberle-Lösung:
Das gesamte Fertigungssystem, bestehend aus Werkzeugmaschine (Robodrill), Roboter (LR Mate 200iD) und
Werkzeug-/Werkstückspeicher, steuert der Maschinenbediener einzig
über das CNC-Bedienfeld.
Im Gegensatz zur integrierten Lösung
bieten beigestellte Zellen den Vorteil,
dass man eine Maschine nachträglich
automatisieren kann. Je nach Produktionskonzept ist dann auch eine stufenweise Automation möglich. Man
denke nur an die Materialzu- und -abfuhr. Wie M-Tool mit einer Anlage für
einen Automobilzulieferer gezeigt hat,
reicht es in der Phase des Produktionsanlaufs die Trays mit Rohlingen per
Transportwagen an die Übergabestation der Zelle zu bringen. Problemlos ist
eine spätere Automation, beispielsweise über ein Förderband.
Grenzen hinsichtlich Losgrößen oder
Stückzahlen für eine bestimmte Art
der Automation zu definieren, ist
kaum möglich. Zu vielfältig sind die
Einflussfaktoren bis hin zur Fertigungsphilosophie der Anwender.
Am ehesten werden die Unterschiede
in den Bedarfsprofilen von Lohnfertigern und Serienproduzenten deutlich. Losgröße 1 verlangt eben andere
Rahmenbedingungen als Losgröße
1000. Man muss nur in eine Lohnfertigung schauen, wie sie CNC Häberle
selbst betreibt. Wenn in Kürze eine
RobodrillPlus in der eigenen Lohnfertigung in Betrieb geht, sind Prototypen oder Werkstücke für Kleinserien
auf der Maschine. Ab zwei Werkstücken, so Häberle, sei eine Automation
sinnvoll – und das auf engstem
Raum.
Grundsätzlich sind bei der Größe
nach oben kaum Grenzen gesetzt. In
der von Mazak vor rund zehn Jahren
vorgestellten e-Bot Cell 720 arbeitet
ein Fanuc-Roboter des Typs M-900iA
in der Version mit 350 kg Traglast.
Diese Fertigungszellen aus Drehzentrum und Beladeroboter bearbeiten
Gussteile bis 140 kg. Ziel der Automation war ein vollautomatischer Betrieb und zwar rund um die Uhr. Die
Namensgebung der Zelle weist darauf hin. 24 Stunden mal 30 Tage ergeben 720 Stunden. Ihren „Probelauf“ hatte die e-Bot Cell 720 mit einem etwas kleineren Roboter, einem
R-2000i.
Fanuc Deutschland GmbH
www.fanuc.eu
DER AUTOR
Jürgen Barth,
Key Account Manager,
Fanuc Deutschland GmbH
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 41
Vollautomatisiertes Strahlentgraten reduziert die Durchlaufzeit und erhöht die Prozesssicherheit
Effizienter entgraten bei höherer Teilequalität
Wer Innengrate aus schwierigen
Gehäusegeometrien sicher entfernen möchte, kommt meist um
eine Strahlanlage nicht herum.
Das bisherige manuelle Beladen
führte dabei zu eher mäßigen Ergebnissen. Das in der Medizintechnik getestete System zum
vollautomatisierten Werkstückhandling für Strahlanlagen von
HandlingTech macht das Entgraten deutlich effizienter und erhöht die Qualität.
Mit dem Strahlentgraten wird sichergestellt, dass auch innenliegende
Grate, zum Beispiel in Gehäuseteilen, die mit mechanischen Werkzeugen wie etwa Schaber nicht erreichbar sind, zuverlässig entfernt werden. Solche Prozesse laufen bislang
in separaten Strahlkabinen ab, in denen ein Werker die Werkstücke manuell mit Strahlhandschuhen greift
und in dem Mediumstrahl bearbeitet. Da dazu die Werkstücke aus dem
Fertigungsfluss genommen werden
müssen und diese Arbeiten besonders belastend für den Mitarbeiter
sind, gibt es bereits seit geraumer
Zeit immer wieder Ansätze, solche
Prozesse zu automatisieren. Der wesentliche Aspekt für eine Automatisierung war jedoch, dass mit mechanisch geführten und gesteuerten Abläufen eine kontinuierlich gleichbleibend hohe Qualität erreicht wird. Da
aber die abrasiven Medien jegliche
mechanische Kinematik im Arbeitsraum einer Strahlkabine extrem belasten, sprich verschleißen, waren
Automationsversuche bislang meist
nur von mäßigem Erfolg gekrönt.
Die realisierte Automation der HandlingTech
Automations-Systeme
GmbH verfolgt einen neuen Ansatz.
Im weitesten Sinn – ähnlich wie bei
der manuellen Werkstückhandhabung – erfolgt das Handling ebenfalls von außen. Aber eben nicht
mehr von einem Werker, sondern
von einem Industrieroboter. HandlingTech nutzt schon seit 1994 in vielen Hundert realisierten Applikationen die Flexibilität von Knickarm-Industrierobotern, um Bearbeitungsprozesse zu automatisieren. Die modularen ROBAX-Zellen, für die
HandlingTech den iF product design
award 2011 und den Fanuc Award
Automatica 2012 erhielt, sind prädestiniert zur Adaption an Bearbeitungsmaschinen.
DER AUTOR
Volker Renz
Vertrieb,
HandlingTech AutomationsSysteme GmbH
Schleuse ermöglicht Handhabung
von außen
Eine speziell entwickelte Schleuse
ist das Herzstück der Anlage, diese
ermöglicht die Anbindung des Roboters an die Strahlanlage. Damit ist
der Roboter in der Lage, die Werkstücke von außen in die Strahlkabine
einzuführen und dort im programmierten Ablauf handzuhaben. Die
Schleuse besteht im Wesentlichen
aus einer dicht schließenden Kupplung. Diese verhindert, dass Strahlgut aus der Strahlkabine in die Roboterzelle gelangt. Während dem Einund Ausfahren sorgt zudem Sperrluft dafür, dass kein Strahlgut austritt. Außerdem wird der Greifer, um
Verschleppungen zu vermeiden,
beim Ausfahren aus der Schleuse
von einem zugeschalteten Air Nozzles (Luftdüse) gereinigt. Die Freiheitsgrade des Roboters sowie die
neu entwickelte, flexible Schleuse
erlauben dabei das Abfahren komplexer Konturen.
Die ROBAX-Standardzelle wurde für
ihre harmonische Formgebung mit
dem iF product design award 2011
und dem Fanuc Award Automatica
2012 ausgezeichnet (links)
Automationslösung für das Strahlen von
Werkstücken auf der Basis der ROBAX-Zelle
von HandlingTech Automations-Systeme
GmbH (oben)
Ein großer Vorteil der ROBAX-Zellen
ist, dass sich der für das Teilehandling benötigte Roboter auch über
Kopf installieren lässt. „Dies ist nicht
etwa deshalb notwendig, um Ablagerungen zu vermeiden, schließlich
verhindert unsere Schleuse die Verschleppung der Strahlmedien aus
der Strahlkabine. Vielmehr wird eine
Überkopfinstallation dann gewählt,
um beispielsweise Platz zu schaffen
für die Zuführung von Werkstückpaletten, wenn eine solche Anlage
direkt in den Fertigungsprozess integriert wird“, erklärt Hutzel.
Vielfältige Einsatzmöglichkeiten
Ergänzend dazu hat HandlingTech
den Robotergreifer sowie die Strahlkabine entsprechend modifiziert. Im
Fall der Greifer handelt es sich hierbei
hauptsächlich um zusätzlich angebrachte Manschetten beziehungsweise Abstrahlbleche die verhindern,
dass sich Strahlmedien ablagern können. Die Strahlkabine ist zusätzlich
mit seitlichen Scheiben ausgestattet,
die das Teachen der Roboterbewegungen erleichtern. Außerdem erlauben ansteuerbare Ventile, anstatt der
normalerweise vorhandenen hand-
verstellbaren Ventile, dass auch Prozessparameter wie Strahldrücke oder
Strahlgutvorbeschleunigungen exakt
einstellbar und programmierbar sind.
Dies trägt neben der definierten
Werkstückmanipulation wesentlich zur Prozessoptimierung bei. „Die über die Robotersteuerung ansprechbaren Ventile reduzieren erheblich den Rüstaufwand bei
Werkstückwechsel“, ergänzt Jörg
Hutzel, Geschäftsführer der HandlingTech
Automations-Systeme
GmbH.
Eine in der Serienfertigung laufende
Anlage zum vollautomatisierten
Strahlentgraten bestätigt mit den dadurch möglichen optimierten Strahlprozessen eine hohe und dauerhaft
konstante Qualität der Werkstücke.
Darüber hinaus konnte mit der Anlage der Durchsatz signifikant erhöht
werden.
Das von HandlingTech entwickelte
Konzept für automatisiertes Strahlentgraten hat zudem seine Serienreife in einem hoch anspruchsvollen
Sektor, bei der Entgratung von Kom-
ponenten für Dental-Instrumente in
Zusammenhang mit abrasivem Korund, bewiesen. Weitere Einsatzfelder reichen vom Hartmetallschneidkörper für Präzisionswerkzeuge
über Schmuckindustrie bis zur Medizintechnik mit Implantaten und
Werkstücken für die Automotive-Industrie in der Großserie.
Neben dem Strahlen mit abrasiven
Strahlmedien zum Entgraten eignen
sich die Anlagen auch dazu, Oberflächen zu reinigen, zu veredeln, zu
verdichten oder tribologisch wirksam zu modifizieren. Die Vielzahl
der heute angebotenen Strahlmedien, mit unterschiedlichsten Charakteristiken, setzt den Anwendungsmöglichkeiten dieses Verfahrens kaum Grenzen. Außerdem erlaubt die Modularität der ROBAXZellen nahezu jegliche Applikation.
Dazu gehört auch, dass HandlingTech weitere dafür benötigte Komponenten, wie etwa die Palettierung
in ebenfalls bewährten und weitgehend standardisierten Lösungen
anbietet.
HandlingTech Automations-Systeme
GmbH
www.handlingtech.de
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 42
Roboterbasierte Automatisierungslösungen von Yaskawa
Kapazitäten wirkungsvoll erhöhen
Mit neuen Motoman-Roboter-Modellen und Steuerungen der aktuellen Generation erweitert Yaskawa die Möglichkeiten roboterbasierter Automatisierungslösungen.
Was das in der Praxis bedeutet,
zeigt insbesondere ein Blick auf
beispielhafte Anlagensysteme für
die Automation von Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren.
Die 2014 vorgestellte Steuerungsgeneration DX200 von Yaskawa erweitert nicht nur das Vorgänger-Modell DX100 um Safety-Features und
neue Funktionen. Sie ermöglicht
auch den Einsatz neuer Manipulatoren. So zum Beispiel die Handhabungsroboter Motoman MH12 und
MH24: Mit ihrer hervorragenden Präzision und hohen Taktzahlen versprechen die 6-Achsroboter bei einer Vielzahl von Anwendungsbereichen
Höchstleistungen – beispielsweise
beim Handling oder der Maschinenbestückung. Die interne Medienführung und das hole Handgelenk gewährleistet bei beiden Modellen eine
deutlich verringerte Störkontur.
Motoman MH12: Schlankes Design
Mit dem Motoman MH12 präsentiert
Yaskawa das schnellste Modell in seiner Klasse. Der Hochgeschwindigkeitsroboter ist auf eine Tragkraft von
bis zu 12 kg ausgelegt. Um die interne
Medienführung zum Greifer zu verbessern, hat der Roboterhersteller das
hohle Handgelenk des dynamischen
6-Achsers von 42 auf 50 mm erweitert. Damit sinkt die mechanische Belastung der Kabel deutlich. Eventuelle Verbindungsstörungen werden eliminiert und die Programmierung und
Wartung des Roboters so vereinfacht.
Das schlanke, stromlinienförmige Design des Knickarmroboters verringert
nicht nur Störkonturen zwischen Maschine und Werkstück. Es ist auch
konsequent platzsparend und erlaubt
so das Handling in engen Räumen sowie eine hohe Roboterdichte. Darüber hinaus bietet Yaskawa für den
MH12 die Funktion „Servo-Float“,
mit der der Roboter „weichgeschaltet“ werden kann. Dies ermöglicht
beispielsweise bei Kunststoff-Spritzgussmaschinen das sichere Greifen
des Werkstücks, das einschließlich
Mit dem Motoman MH12
präsentiert Yaskawa das
schnellste Modell in
seiner Klasse. Der Hochgeschwindigkeitsroboter ist
auf eine Tragkraft
von bis zu 12 kg ausgelegt
(Bilder: Yaskawa)
Bei einem Automobilzulieferer übernimmt ein Motoman HP20D die Beladung eines vierspindligen Drehzentrums. Er bestückt die Beladeeinrichtung der Werkzeugmaschine mit zwei
Rohlingen
des Roboterarms vom Stößel zurückgedrückt wird.
Motoman MH24: starker Oberarm
Störkonturen durch von außen geführte Medienkabel gehören beim
MH24 der Vergangenheit an. Möglich
macht dies der hohle obere Arm des
6-achsigen Universalroboters mit einem Durchmesser von 50 mm. Trotz
der hohlen Konstruktion zeigt sich
der
Hochgeschwindigkeitsroboter
ausgesprochen leistungsstark. Er verfügt über eine Tragkraft von 24 kg
und ein stromlinienförmiges Design,
das eine geringe Installationsfläche
erfordert. Damit ist der MH24 vielseitig einsetzbar.
Die hohe Verfügbarkeit des Motoman-Roboters ist nicht nur dank der
internen Medienführung gewährleistet, die die Lebenszeit des Medienschlauchpakets deutlich verlängert.
Zusätzlich bietet Yaskawa für dieses
Modell auch eine präventive Wartungsfunktion für Getriebemotoren
und Hardware. Darüber hinaus sind
optional neue Sicherheitsfunktionen
wie beispielsweise die Überwachung
der Roboter- und Werkzeug-Position
für Bewegungseinschränkungen oder
ein externes Medienpaket für Feldbus-Kabel erhältlich.
CNC-Robotik-Lösung mit
Motoman ES165D
Ein Beispiel aus der Praxis: Der griechische Systemintegrator Gizelis Robotics hat eine CNC-Robotik-Zelle
mit unbegrenztem Speicher entwickelt. Wegen seiner außergewöhnlich hohen Bahngenauigkeit
kommt dabei ein Motoman ES165D
zum Einsatz.
Die Lösung ersetzt eine elektronisch
gesteuerte CNC-Werkzeugmaschine
(Computerized Numerical Control)
durch einen Roboter. Dieser nutzt
die gängige Automatisierungs-Software Powermill. Er kommuniziert
dabei mit einem PC, von dem er
auch alle Programminformationen
bekommt. Anders als bei herkömmlichen CNC-Robotik-Anlagen ist die
Speicherkapazität damit beliebig erweiterbar. Durch die Offline-Programmierung am PC sind die Stillstandszeiten des Roboters zudem
minimal. Diese Vorteile lassen sich
bei der automatisierten Bearbeitung
von vielfältigen Materialen nutzen
wie zum Beispiel Stahl und Edelstahl, Marmor etc. Zusätzliche Achsen ermöglichen auch die Bearbeitung von sehr großen Teilen.
Voraussetzung für die Umsetzung
komplexer Bearbeitungsaufgaben ist
eine sehr hohe Bahngenauigkeit des
Roboters. Deshalb hat sich Gizelis für
einen 5-achsigen Motoman ES165D
von Yaskawa entschieden. Als einziges Modell erfüllt der Roboter die
hohen Anforderungen bereits in der
Standard-Version. Er ist ausgestattet
mit Spindel, automatischem Werkzeug-Wechsler
und
integrierter
Schmierung.
Zur Kalibrierung reicht es aus, die
Länge des Werkzeugs zu vermessen.
Die Software leitet die notwendigen
Koordinaten selbstständig daraus ab.
Die Umstellung auf neue Werkzeuge
ist entsprechend einfach. So eignet
sich die Zelle ideal für die unkomplizierte Herstellung von Prototypen.
Die neu entwickelte Roboterzelle von
Gizelis Robotics ist das Ergebnis der
von der EU geförderten Initiative COMET (COmponents and METhods for
adaptive control of industrial robots).
Bei dem auf 30 Monate angelegten
Projekt arbeiten Forschungseinrichtungen und Industrieunternehmen
aus acht Ländern an innovativen Ideen zur Effizienzsteigerung in der Produktion. Ziel sind Kosteneinsparungen von durchschnittlich 30 Prozent
im Vergleich zu herkömmlichen
Werkzeugmaschinen.
Yaskawa Europe GmbH
www.yaskawa.eu.com
DER AUTOR
Der Handhabungsroboter Motoman
MH24 ist mit seinem hohlen oberen
Arm vielseitig einsetzbar (rechts)
Matthias Trenner,
Area Sales Manager West,
GI Robot & Products,
Yaskawa Europe GmbH,
Robotics Division
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 43
Kuka Leichtbauroboter ermöglicht flexible Werkzeugmaschinenautomation
Hand in Hand für maximale Flexibilität
Neue Anforderungen an die Produktion von morgen machen
branchenübergreifend neue Produktionskonzepte nötig. Als eine
der entsprechenden Schlüsseltechnologien erweist sich dabei
die Automatisierung über Industrierobotik – jedoch nicht mehr
nur in der Vollautomatisierung.
Vielmehr wird ein gleitender Automatisierungsgrad über alle
Branchen hinweg an Bedeutung
gewinnen. Mensch und Roboter
arbeiten Hand in Hand und ergänzen sich mit ihren komplementären Fähigkeiten ideal.
Bei einem Blick auf die Alterspyramide in Deutschland wird schnell
deutlich, dass von einer Pyramide
keine Rede mehr sein kann. In den
nächsten 20 bis 25 Jahren ist die sogenannte Baby-Boomer-Generation
(geboren 1955 bis 1975) größtenteils
im Ruhestand, eine Nachbesetzung
ist bedingt durch die niedrigeren Geburtsraten nicht möglich. Ein Mangel an qualifizierten Arbeitskräften
zeichnet sich daher schon heute
deutlich ab. Die Lösung: eine automatisierte Produktion.
Zum demografischen Wandel kommen aber erschwerend auch veränderte Anforderungen an die Produktion von morgen dazu: die Variantenvielfalt steigt, Produktlebenszyklen werden immer kürzer, Märkte immer volatiler. Das stellt Unternehmen über alle Branchen hinweg
vor neue Herausforderungen in der
Produktion.
Gleitender Übergang
zwischen Handarbeit
und Vollautomatisierung
Produktion in Europa bedeutet heute
oft Vollautomatisierung, bei der der
Mensch im Wesentlichen bei der Planung und Instandhaltung flexibler
Automatisierungslösungen eine Rolle spielt, nicht aber in der Produktion selbst. In vielen Fällen ist jedoch ein gleitender Automatisierungsgrad sinnvoll, um den Anforderungen an Stückzahl- und Variantenflexibilität Rechnung zu tragen. Ein
Teil der Aufgabe wird dabei von flexiblen Industrierobotern erbracht,
ein anderer Teil vom Menschen.
Mensch und Roboter arbeiten Hand
in Hand und ergänzen sich mit ihren
komplementären Fähigkeiten optimal.
DER AUTOR
Christian Felkel,
Product Manager,
Kuka Roboter GmbH
Gelenkmomentensensoren in die Mechanik integriert und in sicherer
Technik redundant ausgeführt sind.
Durch seine Sensitivität schlägt der
LBR
iiwa ein neues Kapital in der MenschRoboter-Kollaboration, also der direkten Zusammenarbeit zwischen
Mensch und Roboter, auf. Er agiert
als „dritte Hand“ des Bedieners und
kann direkt und ohne Schutzzaun mit
dem Menschen gemeinsam arbeiten.
So kann er den Menschen bei nicht
ergonomischer und schwerer Arbeit
entlasten.
Mobile Lösung als Entlastung
für den Menschen
Der Kuka flexFELLOW, ein LBR iiwa
auf einer mobilen Plattform, ist als
Springerkonzept in der Produktion
einsetzbar. Durch die sensitiven Eigenschaften des LBR iiwa und die Flexibilität des Konzeptansatzes kann
der mobile Helfer gemeinsam mit
dem Werker Seite an Seite – ohne
Sensitiv und nachgiebig: der Leichtbauroboter LBR iiwa
Der LBR iiwa – eine völlig
neue Robotergeneration
Doch dazu bedarf es einer neuen Generation von Industrierobotern: Der
Roboter muss zum einen sensitiv und
nachgiebig, aber dennoch mit einer
Mechanik und Antriebstechnik für
den industriellen Einsatz ausgestattet
sein. In der direkten Zusammenarbeit
mit dem Menschen müssen Verletzungen des Menschen durch den Roboter sowohl im freien transienten
Kontakt als auch im quasi statischen
Kontakt in jedem Fall vermieden werden. Der Roboter muss glatte, möglichst großflächige Strukturen aufweisen und darf keine Klemmstellen
besitzen. Bei Quetsch-/Klemmgefahr
muss er die Kräfte sicher messen und
begrenzen sowie in einen Nachgiebigkeitsmodus schalten können, bei
freien Fahrten im übrigen Bereich
muss die Geschwindigkeit so begrenzt werden können, dass keine
Verletzungen bei dynamischer Bewegung entstehen.
Der Kuka Leichtbauroboter LBR iiwa
bringt alle Grundvoraussetzungen
mit, um als Montageassistent in der
Zusammenarbeit mit dem Menschen
eingesetzt zu werden. Das zeigt auch
der Name des Leichtbauroboters: das
Akronym iiwa steht für intelligent industrial work assistant – den intelligenten Helfer für zukunftsweisende
Produktionskonzepte. Der LBR iiwa
ist sensitiv, nachgiebig, präzise, flexibel und mit einer Mechanik und Antriebstechnik für den industriellen
Einsatz ausgestattet. Mit ihm können
feinfühlige und komplexe Monta-
geaufgaben automatisiert werden,
bei denen der Einsatz von Robotern
bisher nicht möglich war.
Mit sieben Achsen dem
menschlichen Arm nachempfunden
Der LBR iiwa ist mit sieben Achsen
dem menschlichen Arm nachempfunden und kann in Positions- und
Nachgiebigkeitsregelung betrieben
werden. Diese, kombiniert mit integrierter Sensorik, verleiht dem
Leichtbauroboter eine programmierbare Feinfühligkeit. Seine hoch performante Kollisionserkennung und
eine integrierte Gelenkmomentensensorik in allen Achsen prädestinieren den LBR iiwa für feinfühlige Fügeprozesse und ermöglichen den Einsatz einfacher Werkzeuge. Aufgrund
seines geringen Gewichts, seiner sieben Achsen und der schlanken Bauform ist er ideal für enge Einbausitua-
Mit dem LBR iiwa können feinfühlige
und komplexe Montageaufgaben
automatisiert werden, bei denen der
Einsatz von Robotern bisher nicht
möglich war (oben links)
tionen geeignet und lässt sich sehr
leicht in Produktionsanlagen integrieren. Nicht zuletzt prädestiniert ihn
sein einzigartiges Verhältnis von
Traglast zu Eigengewicht für den flexiblen industriellen Einsatz: Bei einem Eigengewicht von 29,5 kg verfügt der Leichtbauroboter über eine
Traglast von 14 kg.
Der LBR iiwa ist der erste in Serie gefertigte industrietaugliche Leichtbauroboter, der für eine direkte Zusammenarbeit von Mensch und Roboter
geeignet ist. Er erfüllt die Anforderungen des Performance Level „d“
mit Struktur Kategorie 3 und ist der
weltweit einzige Roboter, bei dem die
Der Leichtbauroboter ermöglicht nicht
nur ein Nebeneinander von Mensch
und Roboter, sondern zeigt neue Wege in der direkten und unmittelbaren
Zusammenarbeit, der Mensch-Roboter-Kollaboration, auf (oben)
trennende Schutzzäune – arbeiten.
Die sichere Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) trägt dazu bei, dass industrielle Produktionsprozesse effizienter werden. Die Applikation ist
zudem ortsflexibel und der Werker
hat damit die Möglichkeit, den Kuka
flexFELLOW an jeden gewünschten
Arbeitsplatz zu schieben und diesen
dort etwa Werkzeugmaschinen bestücken zu lassen. Für den Werker
entfallen damit Wartezeiten während
des Bearbeitungsprozesses, und er
kann sich ganz auf andere Aufgaben
konzentrieren wie zum Beispiel die
Qualitätsprüfung der Bauteile.
Kuka Roboter GmbH
www.kuka-robotics.com
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 44
Komplexität in der Automation beherrschen
Methodische Workshops und
ein modularer Baukasten
In der Fertigung ist die Komplexität in den letzten Jahren durch Faktoren wie Variantenvielfalt, neue
Technologien, kürzere Durchlaufund Entwicklungszeiten, IT-Komplexität usw. massiv angestiegen.
Komplexität kann Kosten, Zeit und
Stress bedeuten, kann aber gleichzeitig ein entscheidender Wettbewerbsvorteil sein, wenn sie beherrscht wird.
Technisch ist sehr viel möglich und
theoretisch gibt es bei der Auslegung
der Fertigung bzw. im Speziellen der
Automation wenig Grenzen. Wird die
Automation aber zu komplex, hat das
massive Nachteile zur Folge. Zum
Beispiel eine höhere Grundinvestition, es sind besser ausgebildete Mitarbeiter erforderlich, mehr Wartungsund Instandhaltungskosten, eine höhere Ausfallwahrscheinlichkeit, mehr
Pro-HMI – Komplexitätsreduzierung durch eine
einheitliche, intuitive Bedienoberfläche (oben)
Der Promot Modulbaukasten ermöglicht individuelle Anlagen aus erprobten, standardisierten Modulen (unten)
flächen zur Verfügung. Für Handhabungssysteme waren diese Bedienkonzepte bisher nicht verfügbar.
Mit der Software Pro-HMI schließt
Promot Automation diese Lücke. Die
individuellen Anforderungen aus
Sicht des Bedieners, aus Sicht der Instandhaltung sowie aus Sicht der
Qualitätssicherung sind in der Entwicklung der Software berücksichtigt. Das Ergebnis ist eine grafisch unterstützte Bedienoberfläche, die
durchgehend bei Portalrobotern, Roboterzellen und dem flexiblen Fertigungssystem Palmaster angewendet
wird. Der Anlagenbediener muss
zwischen den einzelnen Anlagen
nicht umdenken. Die modulare Software Pro-HMI verfügt auch über eine
intuitive, grafische Unterstützung.
Die Bedienung ist einfach durchzuführen, Stillstandzeiten werden
minimiert und die Produktivität wird
maximiert.
Individuelle Anlagenkonfiguration aus dem Baukasten (links)
Komplexität nimmt einen immer größeren Stellenwert ein. Das Ziel muss
dabei sein, diese methodisch zu erfassen und zu nutzen: Theoretisch
können sehr viele Komplexitätsfelder
betrachtet und optimiert werden.
Zum Beispiel das Produkt- und
Dienstleistungsportfolio, die Kunden,
Maschinen und Technologien, Standorte, Organisation, IT, Mitarbeiter
usw. In der Fertigung bleiben aber oft
wenige Bereiche übrig, die tatsächlich beeinflusst werden können. Das
kann zum Beispiel die CAM-Prozesskette sein, das Werkzeugmanagement, die Automation, der Materialfluss oder die Fertigungs-IT.
Das Komplexitätsoptimum
Es gibt für jeden Fertigungsprozess ein
Optimum der Komplexität – mit den
geringsten Kosten pro Teil. Dieses Optimum setzt sich aus vielen einzelnen
Elementen zusammen. Zum Beispiel
kann es Sinn machen, eine einfache
Maschine mit einer einfachen Automation und einer komplexen Vorrichtung zu kombinieren. Genauso gut
kann eine komplexere Maschine mit
einfacher Vorrichtung und komplexen
Werkzeugen zum Ziel führen. Das Optimum an Komplexität hängt von kundenspezifischen Rahmenbedingungen ab.
Stress für die Mitarbeiter und die Systemlieferanten. Und vor allem bietet
ein zu komplexes System keinen Vorteil bei den Kosten pro Teil. Promot
begegnet dieser Aufgabenstellung
durch methodische Maßnahmen in
der Analysephase, der Produktkonfiguration, der Projektabwicklung
und der Anlagenbedienung im Betrieb. Dies alles, um ein Optimum der
Kosten pro Teil zu erreichen.
Der Promot-Workshop
In der Auslegungsphase kommt der
Promot Workshop zum Einsatz. Im
Rahmen von 1- oder 2-tägigen Kundenworkshops wird die Ist-Situation
analysiert, Pläne und Varianten aufgesetzt, bewertet und am Ende eine
Empfehlung bzw. Vision für den Bereich erstellt. Ein Hauptelement in
der Analysephase ist neben der Bedarfsanalyse vor allem die Teileanalyse. Man erkennt aus der Teileanalyse
die Jahreskapazitäten, Losgrößen,
Werkstückdimensionen, Exoten und
vieles mehr. Ergänzend zur Teileanalyse wird für jede Teilefamilie eine
Maschinen-, Vorrichtungs- und Personalanalyse erstellt. Meist eines der
schwierigsten Themen ist die Werkzeuganalyse. Wie groß sollen die
Werkzeugmagazine der Maschine
sein? Macht ein zentrales Werkzeug-
magazin Sinn? Es gibt daher hierfür
unterschiedlich aufwändige Ansätze.
Kosten pro Teil entstehen nicht nur in
der Zerspanung selber, sondern auch
entlang der gesamten Prozesskette.
Ein immer wichtigeres Element ist
der Datenfluss, da in vielen Unternehmen die IT mittlerweile schon
sehr komplex geworden ist. Anhand
eines Datenflussbilds erstellt Promot
einen Überblick und definiert notwendige Schnittstellen. Oft wird erst
bei dieser Betrachtung klar, was die
einzelnen Aufgaben und Planungshorizonte der Feinplanung, eines
MES-Systems oder eines Leitrechners
sind. Schließlich sind die Kosten pro
Teil das Kernelement. Diese müssen
für die möglichen Varianten bewertet
werden. Alle Analysedaten sind Basis
und Input für die methodische Auslegung der Automation.
Der Automationsbaukasten
Produktseitig hat man sich bei Promot
Automation intensiv mit Komplexitätsmanagement, Produktarchitekturgestaltung, Sortimentsgestaltung
usw. beschäftigt. Die passende Antwort auf Produktkomplexität ist der
Promot Modulbaukasten, auch für
die innere Komplexität – Promot intern – in der Konstruktion und Fertigung.
Die standardisierten Baukastenelemente stehen für Grundgestelle, Bewegungsmodule, Greifmodule, Zusatzstationen, Werkstückmagazine,
Steuerungsmodule, Softwaremodule
und Dienstleistungen zur Verfügung.
Bevor ein neues Element ein Baukastenelement wird, durchläuft es bei
Promot einen Versuchsbereich. Promot-Kunden haben damit die Sicherheit, dass nur erprobte und geprüfte
Komponenten verbaut werden. Trotz
der individuellen Anlagenkonfiguration, bleibt durch die Verwendung der
Baukastenelemente der Komplexitätsgrad überschau- und beherrschbar.
Komplexität im Betrieb
Im Betrieb kommt vor allem der Bedienung und Software große Bedeutung zu. Für die Bedienung von Drehund Fräsmaschinen stehen von den
Steuerungsherstellern schon lange
anwendungsspezifische Bedienober-
Methodisch Komplexität
beherrschen
Durch den Promot-Workshop, dem
Promot Modulbaukasten, dem Promot-Projektmanagement und der
Promot Pro-HMI ist es gelungen, sich
dem Thema Komplexität methodisch
zu stellen. Und das in der Analysephase, der Anlagenkonfiguration, der
Projektabwicklung und im Betrieb.
Promot Automation GmbH
www.promot.at
DER AUTOR
Thomas Freinbichler,
Vertriebsleiter Paletten- und
Werkzeughandhabung,
Promot Automation GmbH
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 45
Flexible, zerstörungsfreie Werkstoffprüfung (NDT) durch Radioskopie
Robotergestütztes Inlineröntgen mit HeiDetect
Die industrielle Radioskopie ist
die einzige Methode für die zerstörungsfreie Messung des Inneren komplexer Werkstücke. Die
vollautomatischen Röntgenprüfanlagen der Serie HeiDetect liefern einen wesentlichen Beitrag
zu einer perfektionierten Prozesskette für die Serienfertigung.
Bei der industriellen Radioskopie
emittiert eine Röntgenquelle Strahlung, die die Prüfobjekte durchdringt. Die Reststrahlung erstellt ein
Schattenbild des Prüfkörpers an einem gegenüberliegend angebrachten Detektor. Defekte, beispielsweise
ein Lufteinschluss, werden somit erkennbar. Bei der vollautomatischen
Radioskopie werden mit einem Ma-
eine einzigartige, schnelle und flexible zerstörungsfreie Röntgenprüfung
von Werkstücken.
Eine Röntgenprüfanlage von Erhardt
+ Abt kann mit unterschiedlichen
Röntgensystemen bestückt werden.
Somit ist eine Leistung von bis zu 80
kW möglich. Der außergewöhnliche
Nutzen für die Anwender ist die
enorme Taktzeitverkürzung durch
extrem verkürzte Belichtungszeiten.
Dabei sind Belichtungszeiten von bis
zu 5 Millisekunden realistisch.
Durch die leistungsfähige Bildverarbeitung lassen sich Gießfehler wie
beispielsweise Lunker, Poren, Nester
Dragonfly
HeiDetect Wheel
nipulationssystem Prüflinge automatisch positioniert und Bilddaten
erzeugt. Diese werden dann im Anschluss mit einer Software zur Defekterkennung ausgewertet. Nach definierten Kriterien werden detektierte
Defekte bewertet und die Prüflinge
aufgrund dieser Bewertung automatisch ausgeschleust oder zur weiteren Verarbeitung übergeben.
Das neu geschaffene Anwendungsspektrum der Röntgenprüfanlagen
der Maschinenserie HeiDetect umfasst referenzfreie und referenzbasierende Prüfungen von z. B. Leichtmetallrädern bis 26 Zoll, Fahrwerksteilen, Bauteile für die Luft- und
Raumfahrt oder die Prüfung von
Schweißnähten an Schweißbaugruppen. Auch Teile aus Kunststoff und
Composite können überprüft werden.
Die neu entwickelten 2D-/3D-Prüfanlagen setzen weitere Maßstäbe:
Die Prüfanlagen von Erhardt + Abt
ermöglichen durch Einsatz eines Roboters und durch den Einsatz einer
leistungsfähigen Röntgentechnologie
DER AUTOR
Michael Frieß,
Technischer Leiter,
Erhardt + Abt Automatisierungstechnik GmbH
und Fremdkörper erkennen und
klassifizieren. Defekte sind ab einem
Bereich von 3 % der durchstrahlten
Wandstärke erkennbar. Großflächige
Oxide können ab einer Größe von 1
% der Wandstärke detektiert werden.
Die aufbereiteten Bildergebnisse
werden in Echtzeit an die Produktion übermittelt und ermöglichen
Trendverfolgung und kontinuierliche
Produktqualitätsoptimierung
mit dem Ziel, den Produktionsausschuss zu minimieren.
HeiDetect Wheel 2.0
Bereits die erste Generation der
Röntgenprüfanlage
ermöglichte,
durch die vollständige strahlengeschützte Einhausung, die völlige
Integration der zerstörungsfreien
Werkstoffprüfung (NDT) in den Fertigungs- bzw. Herstellprozess. Auf
dieses bewährte Konzept baut die
Generation 2.0 auf. Das Hauptmerkmal der neuen Generation ist der
jetzt integrierte Kuka Roboter in der
Röntgenkabine und die neuartige
DRAGONFLY-Technologie. Der Roboter stellt mehr Freiheitsgrade zur
Verfügung als das zuvor verwendete
Portalhandling. Die DRAGONFLYTechnologie in Kombination mit einer Hochleistungsröhre ermöglicht
es nun, hochaufgelöste Röntgenbilder während der Bewegung des Bauteils aus unterschiedlichen Perspektiven zu erstellen.
Modularer Aufbau des Maschinenkonzepts
Kundenspezifische Kriterien der
Prüfergebnisse können für verschiedene Bildregionen unabhängig voneinander definiert werden. Beginnend bei einer modular erweiterbaren Grundausstattung, stehen
dem Kunden alle Optionen bis zur
High-End Version zur Verfügung. Die
komplette Bedienung der Prüfanlage
aus einem entfernten Leitstand ist
realisierbar. Mit individuellen Zusatzoptionen können bis zu acht Anlagen von einem Bedienplatz aus angesteuert werden. Weitere Funktionen wie beispielsweise Lasern und
Labeln können in den Fertigungsablauf problemlos integriert werden.
Die Anbindung an ein bestehendes
Betriebsdatenerfassungssystem
(BDE) kann ebenfalls erfolgen.
HeiDetect Flex CT
HeiDetect Flex CT ist eine vollautomatische Röntgenprüfanlage für
Werkstücke. Die Anlage besteht im
Wesentlichen aus einem 7-Achs-System, aufgebaut auf einem Granitunterbau und ebenfalls einem Roboter. Glasmaßstäbe und der Aufbau
des Achssystems ermöglichen eine
hohe Genauigkeit und eine sehr gute
Temperaturstabilität. Dadurch kann
eine absolut genaue und reproduzierbare Vermessung der Werkstücke durchgeführt werden. Der
Verkettung HeiDetect Wheel
6-Achs-Roboter bietet eine hohe Flexibilität hinsichtlich der Prüfteile.
Durch den Einsatz eines Roboters
kann die Anlage auch inline betrieben werden. Der Roboter kann je
nach Prüfaufgabe, das Beladen des
Achssystems oder die Positionierung
der Prüflinge im Strahlengang übernehmen. Mit der Bilderfassungsund Auswertesoftware ISAR für
2D-Prüfungen und PIDA für 3D-Prüfungen sowie dem Detektor XEye ist
eine referenzlose, parametrierbare
Auswertung der Aufnahmen möglich. Die Auswertesoftware ISAR und
PIDA sowie der Detektor XEye sind
erprobte und bewährte Entwicklungen des Fraunhofer-Entwicklungszentrums
für
Röntgentechnik
(EZRT), dem Entwicklungspartner
von Erhardt + Abt. Im Gegensatz zu
herkömmlichen taktilen Koordinatenmessverfahren werden bei der
Computertomographie alle Oberflächenpunkte eines Objekts gleichzeitig angetastet, einschließlich verborgener Merkmale, die mit anderen
Messverfahren nicht zerstörungsfrei
gemessen werden können.
HeiDetect Inline CT
Durch fertigungsintegrierte Messund Prüfsysteme lassen sich Qualitätsabweichungen bereits bei ihrer
Entstehung erkennen und möglichst
früh und damit kostenoptimal korrigieren. Der geringe Flächenbedarf
und die vollständige Einhausung ermöglichen eine Integration des Prüfprozesses in den Fertigungsprozess.
Flexibilität wird durch die Anpassung eines Waren- bzw. Werkstückträgers erreicht. Die Anlagen von Erhardt + Abt sind sowohl als Inseloder als Inlinelösung erhältlich. Eine
Einbindung in alle gängigen Fördersysteme ist problemlos möglich. Die
klassische Anwendung der industriellen
röntgenbasierten
2D/3D-Computertomographie ist die
Prüfung und dreidimensionale Messung von Gussteilen aus Metall,
Kunststoff und Composites. Jedoch
eröffnet die hochauflösende Röntgentechnik in der Kombination mit
einem Industrieroboter nun auch eine Vielzahl neuer Anwendungen.
Erhardt + Abt Automatisierungstechnik GmbH
www.roboter.de
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Nr. 4 / April 2015
Seite 46
Das neue Liebherr PHS 10000 – auch für den Schwerlastbereich
Effektive Automation für kleine Losgrößen
Die Palettenhandhabungssyteme
PHS von Liebherr sind ein bewährtes Automationstool, um Kleinserien und Einzelteile wirtschaftlich
und effizient zu fertigen. Um Anwendern im Transportlastbereich
von über 10 000 kg dieselben Vorteile zu bieten, die ein Palettenhandhabungssystems in niedrigeren Gewichtsklassen ermöglicht,
hat Liebherr eine Geräteklasse mit
einer Traglast von bis zu 13 000 kg
entwickelt. Sonderanwendungen
von bis zu 16 000 kg sind möglich.
Palettenhandhabungssyteme
verlagern das Rüsten der Werkstücke
von der Maschine auf einen separaten Rüstplatz und speichern zusätzlich die vorgerüsteten Werkstücke in
einem zwischengeschalteten Speichersystem. Dadurch wird das Rüsten und Bearbeiten von der Maschine entkoppelt. Die im System gespeicherten vorgerüsteten Werkstücke
gleichen kurze und lange Maschinenlaufzeiten aus und ermöglichen
mannarme oder mannlose Schichten. Unterstützt von einer intelligenten Zellsteuerung, die die Auftragsplanung und das Ressourcen-Management übernimmt, können die
Stückkosten dabei um mehr als 20
Prozent reduziert werden.
Stückkostenreduzierung
Stückkosten
Stückkosten
Stückzahl
Stückzahl
1 Maschine mit Palettenwechsler und PHS
2 Maschinen mit
Palettenwechsler
• optimale Maschinenauslastung
Fahrwagen PHS
10000
• geringere Gesamtinvestitionskosten
• reibungslose Abläufe durch maßgeschneiderte Zellsteuerung
• Minimierung der Umfeldlogistik
Die Stückkosten lassen sich um mehr als 20 % reduzieren
Ein weiterer Aspekt betrifft die Verfügbarkeit der eingesetzten Produktionsmittel. Der manuelle Transport
von Vorrichtungen und/oder Paletten in dieser Gewichtsklasse birgt
durch den Mitarbeiter eine erhöhte
Beschädigungsgefahr – für die Vorrichtungen beim Transport selbst als
auch für die Be-/Entladeplätze an
den Maschinen. Bei Vorrichtungen
im fünfstelligen Investmentbereich
ist das ein nicht zu unterschätzender
Aspekt.
Anlagenbeispiel
Mit dem PHS 10000, in Kombination
mit entsprechenden Rüstplätzen und
bei Bedarf auch durch Integration eines Materialhandlings, lassen sich alle Anforderungen an ein modernes
Palettenhandhabungssystem
jetzt
auch für schwere Bauteile abdecken.
Stückkostenreduzierung von
über 20 %
Effizienzsteigerungen und eine einfache Bedienung sind die Ziele eines
intelligenten Automationskonzepts.
Dies ist unabhängig von Teilegröße
und Gewicht. Ob Kleinteile oder große Werkstücke, die Aufgabenstellung ist immer dieselbe: Wie kann
man die Maschinenauslastung erhöhen und gleichzeitig den Personaleinsatz reduzieren – dies immer mit
dem Ziel, die Stückkosten merklich
zu senken?
Dies gilt sowohl für eine Serienfertigung als auch genauso für die Fertigung von Kleinserien. Für Kleinserien bis hin zur Losgröße 1 haben
sich für die Automation von Bearbeitungszentren Palettenhandhabungssyteme als geeignete Lösung bewährt.
Große Nachfrage nach großen
Bauteilen
In den letzten Jahren ist der Bedarf
an Großanlagen weltweit gestiegen.
Insbesondere im Bereich Energieerzeugung mit Windkraftanlagen,
Diesel oder Gasturbinen, Wasserkraftanlagen und Pumpen für die
Erdöl- und Gasindustrie. Die dafür
benötigten Bauteile werden immer
schwerer und größer. Das gilt auch
für die Maschinen, die zur Fertigung
dieser Teile eingesetzt werden. Mit
steigendem Bedarf wächst aber auch
der weltweite Druck an eine kostengünstige Fertigung.
Die Vorteile von Handlingsystemen
werden erfahrungsgemäß hierbei
nur begrenzt ausgenutzt. Bis jetzt
werden diese Bauteile häufig auf
nicht oder nur teilautomatisierten
Maschinen gefertigt. Bei dieser Art
von Fertigung sind bei kleinen Bauteilen Nachteile wie Maschinenauslastung und Personalbedarf bereits
bekannt. Bei schweren Bauteilen
kommt noch ein weiterer nicht zu
unterschätzender Aspekt ins Spiel:
die Umfeldlogistik. Das bedeutet,
dass der erforderliche Transportauf-
wand und die damit verbundenen
Beschädigungsrisiken bei großen
und schweren Werkstücken relativ
hoch sind.
Risiko durch aufwändige
Transportlogistik
Um eine Vielzahl unterschiedlicher
Bauteile fertigen zu können, wird eine entsprechende Anzahl von Vorrichtungen benötigt. Diese teils über
zehn Tonnen schweren Bauteile
müssen jeweils an die Maschine zuund abgeführt werden. Dazu ist bei
einer konventionellen Fertigung ohne Palettenhandlingsystem eine umfangreiche Transportlogistik erforderlich. Die mehrere Tonnen schweren Vorrichtungen müssen durch Gabelstapler und Hallenkräne gehandelt und separat zwischengelagert
werden. Der dafür erforderliche Bedarf an Ausrüstung und entsprechendem Investment sowie die erforderliche Manpower ist erheblich.
Zudem benötigt ein Teil der Werkstücke auf Grund der Komplexität
mehrere unterschiedliche Aufspannungen, was die erforderlichen
Transportaufgaben noch verschärft.
Die Vorteile des neuen PHS 10000
Das neue Schwerlast-Palettenhandhabungssystem PHS 10000 von Liebherr senkt dieses Risiko und kann
für die Fertigung von schweren Bauteilen jetzt auch die Vorteile nutzen,
die bereits in niedrigeren Gewichtsklassen gelten.
Die im System gelagerten Vorrichtungen und Paletten können bedarfsgerecht an zentralen Rüstplätzen zur Verfügung gestellt werden.
Somit entfallen umfangreiche und
zeitintensive
Transportvorgänge
durch externe Logistik. Die Transportlogistik wird dadurch erheblich
minimiert. Der Transport zu den Maschinen und Rüstplätzen erfolgt
schonend durch den Transportwagen und vermeidet Beschädigungen.
Unter Berücksichtigung einer erhöhten Maschinenauslastung und der
zusätzlichen Vorteile durch die verbesserte Umfeldlogistik sind auch
bei diesen Systemen Stückkostenreduzierungen im Bereich von über 20
Prozent zu erwarten, sind sich die
Automatisierungsexperten
sicher.
Bewährte Liebherr-Technik
Um eine hohe Verfügbarkeit und
Wartungsfreundlichkeit zu gewährleisten, hat Liebherr neben den bereits bei den Gewichtsklassen von
bis zu 6500 kg bewährten Komponenten beim Fahrwagen auf die
Konzernkompetenz zurückgegriffen
und setzt auf die bereits tausendfach
bewährte Seiltechnik. Die Hubeinheit wird über Seiltrommeln bewegt.
Durch die beim Flaschenzug bekannten Vorteile ist neben der Reduzierung der Motorgröße ein kompaktes, äußerst belastbares und verschleißarmes Hubsystem im Einsatz.
Die Bauteile stammen aus dem Konzernbaukasten und sichern so die
kurzfristige Verfügbarkeit. Die Synchronisation der beiden Antriebsseiten übernehmen Siemens-Servomotoren im Gantry-Betrieb in Kombination mit einem unabhängigen Wegmess-system. Damit ist neben einem
synchronen Lauf beider Hubmotoren auch eine automatische Kompensation der Seildehnung verbunden.
Liebherr-Verzahntechnik GmbH
www.liebherr.com
DER AUTOR
Stefan Jehle,
Vertriebsleiter Automationssysteme,
Liebherr-Verzahntechnik GmbH
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 47
Roboterbasierte Lösung bietet schnellere Investitionsrendite und nachhaltigen Wettbewerbsvorteil
Mit FlexMT Werkzeugmaschinen
einfach und flexibel bedienen
ABB ist ein führender Anbieter von
Industrierobotern, modularen Fertigungszellen und Service. Der starke Fokus auf Lösungen hilft Herstellern die Produktivität, Produktqualität und Arbeitssicherheit entscheidend zu verbessern. ABB hat
weltweit mehr als 250 000 Roboter
installiert, davon etwa 40 000 im
Bereich der Maschinenbedienung.
Mit der Entwicklung von FlexMT
setzt ABB einen neuen Maßstab im
Bereich von standardisierten Lösungen zur roboterbasierten Werkzeugmaschinenbedienung. Speziell mittelständischen Unternehmen wird
dank der Standardisierung von
FlexMT die Automatisierung erleichtert und die Investitionssicherheit erhöht. Mit der FlexMT-Zelle lassen
sich Inbetriebnahme- und Umrüstzeiten erheblich reduzieren.
FlexMT ist sowohl für kleine und
mittlere Losgrößen als auch für die
Großserienproduktion die ideale Lösung. Durch den Einsatz der Bildverarbeitungs- und Bediensoftware
PickMT wird eine signifikant schnellere Umrüstung der Anlage im Vergleich zu konventionellen Lösungen
ermöglicht. PickMT beinhaltet eine
intuitive Benutzerführung, die es
dem Anwender erlaubt, in wenigen
Minuten neue Teile einzulernen. Außerdem hat der Anwender die Möglichkeit, durch Auswahl im Menü
das Standard-Roboterprogramm zu
konfigurieren.
Auch das Einbinden von Optionen
funktioniert einfach und effizient. Innerhalb weniger Minuten kann so von
einem Bauteil auf ein anderes umgestellt werden. Dem Integrator werden
durch die Steuerung und das Roboterprogramm keine Grenzen bei der Integration von eigenen Lösungen gesetzt.
Die Auslastung der Werkzeugmaschine wird durch den Einsatz der FlexMT
planbar und maßgeblich erhöht. Allgemein liegt die Spindelauslastung einer manuell bedienten Werkzeugmaschine bei ca. 60 %. Mit dem Einsatz von FlexMT kann diese Auslastung auf ca. 90 % erhöht werden. Dies
reduziert die Amortisationszeit der
Gesamtanlage deutlich und sorgt für
höhere Renditen bei der Investition.
FlexMT ist durch das integrierte Förderbandsystem so ausgelegt, dass
DER AUTOR
Frank-Peter Kirgis,
Global Business Line Manager –
Base Applications,
ABB Automation GmbH
Intelligentes
PickMT-Kamerasystem mit dazugehöriger Beleuchtung. Bedienerfreundliches System bestehend
aus SmartCamera,
Objektiv, Kabel,
Kalibrier-Kit und
Software
FlexMT ist eine standardisierte Lösung,
die auf Flexibilität, Einfachheit
und Robustheit ausgelegt ist
mehrere Werkzeugmaschinen von einer einzigen Person bedient werden
können.
Gut geplant
In der Planungsphase einer FlexMTAnlage greifen die Experten von ABB
auf RobotStudio zurück, um eine sichere und effiziente Automatisierungslösung zu finden. RobotStudio,
die Simulations- und Offline-Programmiersoftware von ABB, ermöglicht die Roboterprogrammierung
vom PC aus. RobotStudio leistet einen entscheidenden Beitrag, die
Wirtschaftlichkeit von Robotersystemen zu erhöhen, denn Schulungen,
Programmierungen und Prozessoptimierungen können am PC durchgeführt werden. Daraus ergeben sich
zahlreiche Vorteile: Risikominimierung, kürzere Anlaufzeiten, schnellere Produktwechsel und erhöhte Produktivität.
RobotStudio basiert auf dem so genannten Virtual Controller, einer
exakten Kopie der Originalsoftware,
die den Roboter in Produktionsprozessen steuert. So sind realistische
Simulationen am PC möglich, denn
zum Einsatz kommen exakt die Daten und Konfigurationen, die auch in
der realen Produktion zum Einsatz
kommen.
Unter Berücksichtigung von z. B. Teilegrößen, Bearbeitungszyklen in der
Werkzeugmaschine,
Nachbearbeitungen oder Prüfungen der Fertigteile, wird die Gesamtanlage von erfahrenen ABB-Experten simuliert. Dabei
wird auch die Größe des Roboters,
entweder der IRB 2600 mit 20 kg
Handhabungskapazität oder der IRB
4600 mit 60 kg Handhabungskapazität, ausgewählt. Die Position der Roboterzelle zur Werkzeugmaschine
wird auf Grundlage bestehender Geometrien bestimmt. Außerdem können Erweiterungen wie Sicherheitselemente ausgewählt werden. Notwendige Optionen, wie Entgratwerkzeuge (Fräser oder Feile), Umgreifoder Wendestation sowie eine mögliche Markiereinheit für die Fertigteile
können individuell gewählt werden.
In Kombination mit der Simulation in
RobotStudio lassen sich so die optimale Auslastung und Nutzung der
Roboterzelle bestimmen.
Projektierung – einfach und schnell
Die Projektierung einer Lösung wird
durch die strukturierte Vorgehensweise zum Kinderspiel. FlexMT bietet
eine klare Anlagenphilosophie mit
geringem Risiko für Bedienfehler sowie diverse Hilfsmittel zur vereinfachten Inbetriebnahme und für die
laufende Produktion. Dies gibt dem
Projektingenieur die notwendige Sicherheit für die Umsetzung der Automatisierung. Der Austausch mit dem
Anbieter der Werkzeugmaschine und
dem Anwender sind essenziell für
den optimalen Einsatz der Lösung
und gewährleisten den Erfolg der Investition.
Effiziente Installation
Wo die Installation einer individuellen Roboterzelle Tage oder gar Wochen dauert, gibt es mit FlexMT jetzt
eine Lösung, die es ermöglicht, die
Installation vor Ort auf weniger als einen Tag zu reduzieren. Durch den
strukturierten Aufbau von FlexMT
und das durchgängige Konzept wird
die Roboterzelle bereits im Vorfeld
aufgebaut, in Betrieb genommen und
getestet. Staplerlaschen ermöglichen
einen einfachen und sicheren Transport an Ort und Stelle. Nur die notwendige Verdrahtung des Sicherheitskreises mit der Werkzeugmaschine und die Kommunikationsschnittstelle müssen noch erstellt
werden. Nach der Kalibrierung der
Zelle, die ebenfalls vereinfacht wurde, ist die Zelle betriebsbereit, und
die Teileproduktion kann gestartet
werden.
Zuverlässiger und reibungsloser
Betrieb
Im Betrieb erwartet der Anwender eine hohe Verfügbarkeit und Autonomie der Anlage, welche FlexMT in
bestechender Form bietet. Das einfache Konzept verringert die Anzahl
von Fehlerquellen, die z. B. durch nötige Führungen von Teilen oder komplexen Vorrichtungen entstehen.
Auch die Zugänglichkeit der Zelle ist
durch das Design der Türöffnung, die
sich komplett zur Seite schwenken
lässt, sowie die Position des Roboters
gegeben. So können auch große Vorrichtungen in die Werkzeugmaschine
eingebracht werden und der manuelle Betrieb bleibt möglich.
Mit der leistungsstarken Software
RobotStudio lassen sich Anwendungen mit FlexMT einfach und schnell
am PC planen und simulieren
Über 40 Jahre Robotertechnik
von ABB
Im Jahr 1974 präsentierte ABB den
ersten vollelektrischen, mikroprozessorgesteuerten Industrieroboter weltweit. In den vergangenen 40 Jahren
hat die Roboterindustrie eine erstaunliche Anzahl von Innovationen und
unglaublichen Verbesserungen gesehen. Mit neuen, standardisierten Lösungen für die Werkzeugmaschinenindustrie setzt ABB diese Innovationsgeschichte auch heute noch fort.
FlexMT zeigt einen Weg auf, von dem
sowohl Systemhäuser, OEMs der Maschinenindustrie als auch Anwender
profitieren. Die Einfachheit von Roboteranwendungen setzt die Eintrittsbarriere auch für kleine und mittelständische Unternehmen weit herab. Investitionen werden rentabler und die Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit
der produzierenden Industrie werden
nachhaltig gestärkt.
ABB Automation GmbH,
Unternehmensbereich Robotics
www.abb.de/robotics
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Nr. 4 / April 2015
Seite 48
Fahrerlose Transportsysteme reagieren autonom auf veränderte Produktionsumgebungen
Autonom ist flexibler
Fahrerlose Transportsysteme sind
in vielen modernen Produktionshallen schon beinahe Standard.
Das automatische Fahren kommt
allerdings bei sich verändernden
Bedingungen schnell an seine
Grenzen. Mit der Technologie des
UNITR von MT-Robot werden Anwendungen ermöglicht, welche
über die reine Automatisierung hinausgehen.
nenfalls wird autonom gebremst, die
Spur gewechselt und alles getan was
notwendig ist, um sicher von A nach
B zu kommen.
Automatik ist die Basis
Ganz ohne Fahrer geht dies, auf ähnliche Weise, bereits im Produktionsumfeld mit dem UNITR. Die Bestimmung des Start- und Zielortes erfolgt
auf Basis von Benutzereingaben, Sensordaten oder auf dem Level des ERPSystems. Um einen effizienten Betrieb mehrerer UNITR zu gewährleisten, werden die so generierten Anfra-
vorbei kommen. Im Nahfeld oder
dort wo keine Regeln hinterlegt wurden, koordinieren sich die UNITR
selbst. In beiden Fällen ist keine Programmierarbeit notwendig. Alle
Konfigurationen können nach einer
kurzen Einlernphase selbst ausgeführt werden.
Zusammengefasst kann „autonom"
wie folgt beschrieben werden: Der
UNITR ist intelligent genug, um viele
alltägliche Situationen selbst zu lösen. Programmierarbeiten für Fahrwege, Lastübergabestationen oder
die Koordination mehrerer UNITR
entfällt somit.
Lasthandlingmodul für
Körbe auf dem UNITR
Automatische Fahrwegsplanung von Punkt zu Punkt
Intuitives Stationenlernen
Das Einlernen der einzelnen Aufgaben an den jeweiligen Stationen erfolgt
intuitiv
·
Wann ist autonom wirklich besser?
Derzeit häufen sich Meldungen über
autonom fahrende Autos. Der Begriff
der Autonomie wird in diesem Zusammenhang dazu genutzt, ein System zu
beschreiben, das einen vom Fahrer definierten Start- und Zielort miteinander verbindet und anschließend sicher
diesen Weg abfährt. Dabei wird der
Weg zwischen Start und Ziel vom Navigationsgerät vorberechnet und als
„globale Route“ gespeichert. Das bedeutet, dass vorab definiert wird, welche Straßen genutzt werden, um ans
Ziel zu kommen.
Bei der manuellen Fahrt übernimmt
der Fahrer das Steuer und folgt den
Anweisungen des Navigationsgeräts,
bis er am Ziel ist. Beim autonomen
Fahren übernimmt die „lokale Planung“ das Steuer und der Fahrer
kann sich, hoffentlich entspannt, zurücklehnen. Die Überwachung der
Umgebung übernehmen dann ausschließlich die Sensoren – gegebe-
gen wie in einer Taxizentrale empfangen und koordiniert. Der dafür am
besten geeignete UNITR wird nach
verschiedenen Kriterien ausgewählt
und der Auftrag übermittelt. Dies ist
noch nicht besonders anspruchsvoll
und auch keineswegs als autonom zu
bezeichnen. Jedoch ist es für einen
effizienten Betrieb enorm wichtig.
Wurde der Auftrag an den UNITR
übermittelt, berechnet dieser den
globalen Weg ans Ziel und startet
seine Fahrt. Lokal wird das Umfeld
überwacht und ggf. auf Hindernisse
oder Gefahren nach zuvor definierten Regeln reagiert. Bei mehreren
UNITR in einer gemeinsamen Umgebung erfolgt die Kommunikation
über WLAN zwischen den UNITR einerseits und mit dem zentralen Server andererseits. Fahrregeln auf dem
Server übernehmen den vorausschauenden Teil der Koordination,
so dass die UNITR sicher aneinander
Zurecht kann man sich die
Frage stellen, warum dieses Maß an
Autonomie in einem Transportsystem
benötigt wird. Warum genügt es nicht,
einer Linie zu folgen, denn schließlich
ist es doch eine sich immer wiederholende Aufgabe von A nach B zu kommen, wobei sich der Weg relativ selten
ändert. Genau an dieser Stelle kann eine Abgrenzung vorgenommen werden.
Es stellt sich nicht die Frage, ob das automatische Fahren prinzipiell durch
das Autonome ersetzt werden soll,
sondern welche Aufgaben müssen im
Betrieb gelöst werden. Aus der Aufgabenstellung folgt schlussendlich
dann die Entscheidung, welche Technik genutzt werden sollte. Folgende
Kriterien zeigen deutlich, wann sich
eine Anwendung besonders gut für
den Einsatz des UNITR eignet:
Die Position der Start- und Ziel-Stationen ändert sich häufig.
Die Stationen müssen in unterschiedlichster Abfolge und Kombination angefahren werden.
·
·
Die Übergabestationen liegen in einem Gang und andere Transportsysteme sollen überholen.
Wenn diese Kriterien programmiert
werden müssten und nicht autonom
gelöst würden, so entstünde bei jeder
Änderung ein erheblicher Aufwand.
Kurz gesagt: Autonom eignet sich besonders gut für sich verändernde Anforderungen der Umgebung.
Wandlungsfähiger Helfer
Mit dem UNITR ist die MT Robot AG
aber noch einen Schritt weiter gegangen. Durch die Autonomie ist er nicht
nur ein flexibler, sondern durch den
automatischen
Lastmodulwechsel
auch ein besonders wandlungsfähiger
Helfer.
Was das genau bedeutet, wird aus der
Erfahrung heraus erst deutlich, wenn
der UNITR einige Zeit bei den Kunden
im Einsatz ist. So fallen tagtäglich unterschiedlichste
Transportaufgaben
an, welche durch die Mitarbeiter „nebenbei“ gemacht werden. Teilweise
mit erheblichem zeitlichen Aufwand.
Der Modulwechsel ermöglicht es,
auch solche Aufgaben zu übernehmen. Dies wiederum führt dazu, dass
gerade in kleinen Betrieben die Amortisation sehr schnell gegeben ist.
Ein Beispiel hierfür ist die Fertigung
von mechanisch bearbeiteten Teilen:
Als Hauptaufgabe werden die Fertigungszentren miteinander vernetzt.
Als Zusatzaufgabe werden die teuren
und empfindlichen Bearbeitungswerkzeuge aus dem zentralen Shuttelsystem zum Arbeitsplatz gebracht.
Laufwege, die zuvor als gegeben galten und „das machen wir so nebenbei“, konnten optimiert werden, ohne dass dafür ein anderes System benötigt wurde.
Automatisch ist gleichbleibend und
schnell. Manuell ist ortsflexibel und
äußerst wandlungsfähig. Genauso
wie der UNITR – flexibel, wandlungsfähig und autonom.
MT Robot AG
www.mt-robot.ch
DER AUTOR
Andreas Drost,
Geschäftsführer,
MT Robot AG
Nr. 4 / April 2015
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Einfache Bedienbarkeit ist die Zukunft der industriellen Automation in KMUs
Vom Werker zum Roboterprogrammierer
Hersteller setzen zunehmend auf
Maschinen, die einfach zu bedienen sind. So sollen auch kleine
und mittelständische Betriebe von
den Vorteilen der automatisierten
industriellen Fertigung profitieren
können. Das erklärte Ziel von Universal Robots lautet deshalb: Der
Einsatz von Industrierobotern soll
so selbstverständlich werden wie
die Verwendung einer Bohrmaschine.
Leichtbauroboter nehmen immer
mehr die Rolle von Produktionsassistenten ein, die Arbeitsplätze komfortabler machen, repetitive Aufgaben
übernehmen und so nebenbei die
Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen in Zeiten der Globalisierung sichern. Daran wird der Imagewandel
der Industrieroboter der letzten Jahre
sichtbar: Roboter müssen keine
schweren, lauten, teuren und Job vernichtenden Maschinen mehr sein.
Wichtiger Bestandteil dieses Imagewandels ist die einfache Bedienung
dieser neuen Robotergeneration. Erst
wenn sie wirklich zu Alltagswerkzeugen werden, sind sie wahre Produktionsassistenten. Denn eine einfache
Programmierung und Fehlerwartung,
die keine hochspezialisierten Roboter- oder IT-Fachkräfte erfordert, ermöglicht es auch kleinen und mittelständischen Betrieben von den Vorteilen automatisierter industrieller
Fertigung zu profitieren.
Warum sollte eine solch einfache Bedienbarkeit nicht auch im Fabrikalltag Einzug halten?
Aus diesen Gründen setzten die Entwickler der Leichtbauroboter von
Universal Robots auf eine intuitive
Bedienbarkeit, die vor allem auf eine
einfach gehaltene Programmierung
zurückzuführen ist. Das User Interface ist das Kernstück für die einfache Bedienbarkeit nach außen.
Wettbewerber setzen bislang eher
auf komplexe Controller, die für traditionelle, große Industrieroboter
entwickelt wurden und die, alleine
bei der Implementierung, viel Zeit
und Expertise in Anspruch nehmen.
Einsatz in KMUs
Dass aber gerade die einfache Bedienbarkeit moderner Leichtbauroboter
auch in der Praxis einen enormen
Vorteil bietet, beweist die Firma Fries
Maschinenbau. 1994 gegründet, fertigt das Unternehmen als klassischer
Zulieferer Dreh- und Frästeile für die
Industrie. Das inhabergeführte Unternehmen produziert neben Standardteilen auch Sonderanfertigungen und
Einzelteile nach individuellem Kundenwunsch. Dabei sind die zehn Mitarbeiter am Produktionsstandort in
Meitingen bei Augsburg für die Bestückung der 15 Dreh- und Fräszentern
DER AUTOR
Dieter Pletscher,
Area Sales Manager,
Universal Robots A/S
zester Zeit durchführen. Eine eintägige Schulung reicht meist aus, um
diese mit dem Vorgang vertraut zu
machen.
„Meine Mitarbeiter sind begeistert
von dem Roboterarm. Innerhalb weniger Stunden haben sie gelernt, diesen zu programmieren und zu bedienen“, freute sich Fries, der inzwischen darüber nachdenkt, weitere
Roboter zur Optimierung von Bearbeitungsprozessen
anzuschaffen.
„Der Mitarbeiter, der früher die
CNC-Maschine bedient hat, küm-
mert sich heute um weitere Maschinen, ohne in Stress zu geraten. Außerdem kann er sich gänzlich auf die
Qualitätskontrolle konzentrieren.“
Das Beispiel der Firma Fries Maschinenbau GmbH zeigt: Auch kleine
und mittelständische Unternehmen
können, dank intuitiv bedienbarer
Leichtbauroboter, von den Vorteilen
industrieller Automatisierung profitieren.
Universal Robots A/S
www.universal-robots.com
Intuitive Benutzerführung
Um die Roboterarme von Universal
Robots ohne große Zeitverluste und
mit hoher Effizienz in den laufenden
Betrieb zu integrieren, können neue
Aufgaben, die der Roboter übernehmen soll, im sogenannten Teach-Modus schnell und unkompliziert programmiert werden. Dem Roboterarm
werden dabei die einzelnen Wegpunkte, die er anfahren soll, Schritt
für Schritt gezeigt. Dabei führt der
Programmierer den Arm per Hand
an die einzelnen Punkte, die über ein
Touchpad gespeichert werden. Auch
Mitarbeiter, die in der Automatisierungstechnik unerfahren sind, können die Programmierung dank der
intuitiven Benutzerführung in kür-
Übersichtlich gestaltete Benutzeroberfläche von Universal Robots – bedienbar per Touchscreen
Touchscreens und einfaches
User-Interface
Wichtiger Meilenstein für die Entwicklung der einfachen Bedienbarkeit von Robotern war, die spätestens seit Ende der 1990er Jahre einsetzende, zunehmende Durchdringung des Alltags mit neuen Technologien. Dank der Verbreitung von
Computern und Mobiltelefonen stieg
die allgemeine IT-Affinität an. Die
Touchscreen-Technologie hielt in unser Alltagsleben Einzug. Im Bereich
der Robotik bewies das Technikprojekt eines Spielwarenherstellers,
dass auch Roboter, die relativ einfach zu bedienen sind, spannend Sachen ausführen können. Bei Roboterfußball-Meisterschaften für Jugendliche, dem RoboCup Junior, entwickelten selbst Schüler sehr präzise
funktionierende Fußballer mit den
Bauteilen von Lego-Mind-storm.
und für die Qualitätskontrolle der Teile zuständig.
Seit einiger Zeit kommt dort ein UR10
von Universal Robots zum Be- und
Entladen einer CNC-Maschine zum
Einsatz. „Roboter waren für mich bislang vor allem teuer und erforderten
eine Menge Spezialwissen – einen
Mitarbeiter mehrere Wochen auf
Schulung zu schicken, um den Roboter bedienen zu können, hätte ich mir
nicht leisten können“, sagte Anton
Fries, Inhaber und Geschäftsführer
der Fries Maschinenbau GmbH.
„Der Einsatz von Industrierobotern
soll so selbstverständlich werden, wie
die Verwendung einer Bohrmaschine“
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Nr. 4 / April 2015
Seite 50
Fertigungsmesstechnik für Werkzeugmaschinen Made in Germany
100 % Gutteile durch intelligente Messtechnik
Der Automatisierungsgrad in der
zerspanenden Fertigung nimmt
ständig zu. Um die Bearbeitungszeit pro Werkstück so kurz wie
möglich zu halten, fertigen viele
Unternehmen mit verketteten Produktionslinien. Eine Überprüfung
des Bearbeitungsergebnisses erfolgt aber erst am Ende der Linie.
Dies hat zur Folge, dass Fehler erst
erkannt werden, wenn bereits eine
große Zahl an Werkstücken bearbeitet wurde. Mit Messtechnik von
Blum-Novotest gehört dieser Umstand der Vergangenheit an.
reich der Serienfertigung können die
Zyklen beispielsweise im Fall extremer Zeitvorgaben kundenspezifisch
angepasst werden. Durch die optimierten Anfahr- und Wegfahrstrategien kann die Zykluszeit für eine
Schaftbruch- oder Einzelschneidenkontrolle auf unter zwei Sekunden reduziert werden.
Schnelle Rundlaufkontrolle
Für besondere Aufgaben steht außerdem eine Vielzahl hochinnovativer
Technologiezyklen zur Verfügung.
Genannt werden kann hier z. B. die
schnelle Rundlaufkontrolle. Der
Rundlauffehler von Werkzeugschneiden ist eine wichtige Einflussgröße,
sowohl für die Fertigungsgenauigkeit,
als auch für die Wirtschaftlichkeit des
Fräsvorgangs. Verursacht werden sie
schon durch kleinste Verschmutzungen oder Verschleiß in der Werkzeug-
Ein Blick auf technische Zeichnungen
offenbart, dass es kaum eine dimensionale Größe gibt, welche nicht prozessnah in der Werkzeugmaschine
gemessen werden kann. Daher gehören Laser-Messsysteme und Tastköpfe zur Werkzeugeinstellung und
-überwachung sowie Messtaster zur
Werkstück- und Werkzeugmessung
heute oft schon zur Standardausstattung. Selbst für die maschinenintegrierte Erfassung der Oberflächenrauheit oder analoge Scanvorgänge bietet Blum mittlerweile intelligente Lösungen. Basis für die letztgenannten
Möglichkeiten ist die von Blum entwickelte und etablierte DIGILOGTechnologie.
Das neue Rauheitsmessgerät TC64-RG
ermöglicht erstmals
eine automatisierte
Prüfung von Werkstückoberflächen in
Werkzeugmaschinen
(oben)
Analoge Prüfung von Werkstücken
Blums DIGILOG-Technologie ist eine
Kombination aus digitaler und analoger Messtechnik. Große Vorteile bietet
der analoge Messvorgang immer
dann, wenn eine Werkstückoberfläche möglichst schnell auf Bearbeitungsfehler hin überprüft werden soll.
Ein typischer Anwendungsfall ist die
Kontrolle von Ventilsitzen in Pkw-Zylinderköpfen. Früher wurden Fehler,
die durch Mikroausbrüche am Werkzeug entstehen, erst einige Zeit nach
der Bearbeitung auf der Messmaschine festgestellt. Diese sind oft nur einen
Zehntelmillimeter breit und wenige
Mikrometer hoch. Ein DIGILOG-Taster
erfühlt solche Fehler durch die analoge Messung absolut zuverlässig, so
dass das Bearbeitungszentrum sofort
gestoppt und das Ventilsitzwerkzeug
gewechselt werden kann, noch bevor
zahlreiche Ausschusswerkstücke produziert wurden.
Rauheitsmessung in der
Werkzeugmaschine
Eine Weiterentwicklung der DIGILOG-Technologie ist die automatisierte, maschinenintegrierte Erfassung der Oberflächenqualität. Dies
galt aufgrund der rauen Bedingungen, welche in Werkzeugmaschinen
herrschen, lange Zeit als technisch
unmöglich. Blum hat sich dieser Herausforderung gestellt und ein voll
werkzeugmaschinentaugliches Rau-
Simultaner Betrieb
zweier Werkstücktaster mit der
TWIN-Technologie
(links)
heitsmessgerät entwickelt. Standardoberflächen aus den Bereichen Fräsen, Drehen und Schleifen können innerhalb von wenigen Sekunden
µm-genau geprüft und entsprechend
der Rauheitskenngrößen Ra, Rz und
Rmax ausgewertet werden. Einige
Anwendungen wurden schon in der
Produktion von Luftfahrtkomponenten und auch Motorenkomponenten,
wie z. B. Verdichterräder, Kipphebel,
Pleuel und Zylinderbohrungen, realisiert. Dabei steht nicht immer nur die
perfekte Oberflächenqualität im Vordergrund. Bei den Letztgenannten
handelt es sich beispielsweise um
Funktionsflächen, die einem genau
definierten Rauheitswert entsprechen
müssen.
Produktivitätsschub dank
TWIN-Technologie
Die TWIN-Technologie ermöglicht
den simultanen Betrieb von zwei
Werkstück- oder Werkzeugtastern
auf Doppelspindelmaschinen. Entwickelt für die Serienfertigung, in
der es auf jede zehntel Sekunde ankommt, ermöglicht sie durch den
zeitgleichen Einsatz von Tastsystemen deutliche Taktzeitreduzierungen. In der Praxis wird die, auf der
bewährten Blum BRC-Funktechnologie basierende Innovation bereits bei
Automobilherstellern unter anderem
in der Kurbelgehäuse-Fertigung angewandt. Die schnelle Selbstprüfung
und die Temperaturkompensation
LaserControl NT von Blum überwacht
Sonderwerkzeuge zur Grundbohrungsbearbeitung für Ventilsitze sekundenschnell auf Mikroausbrüche
(oben)
der Werkzeugmaschine gehören zusätzlich zu den Fähigkeiten des Systems.
Weiterentwickeltes
LaserControl-System
Steigende Anforderungen erfordern
fortschrittlichste Systeme. Vor fast 30
Jahren als reine Werkzeugbruchkontrolle entwickelt, können mit LaserMesssystemen von Blum heute über
90 % der Zerspanungswerkzeuge gemessen und überwacht werden. Neben den zahlreichen Standardfunktionen wie der Werkzeugmessung
und -formkontrolle gibt es eine Reihe
von zusätzlichen Funktionen, die das
Einsatzspektrum der Laser-Messsysteme erweitern. Speziell für den Be-
aufnahme. Die patentierte Blum RunoutControl betrachtet die Radiusmesswerte dabei relativ. Rundlaufabweichungen werden daher nicht
absolut, sondern im Verhältnis zu einer vorangegangenen Messung bewertet. Tritt ein Fehler auf, so führt
dieser zu einem spontan veränderten
Messwert. Dank dieser Methode werden Rundlauffehler im Bereich von
wenigen Mikrometern und innerhalb
einer Sekunde erkannt.
Blum-Novotest GmbH
www.blum-novotest.com
DER AUTOR
Wolfgang Reiser,
Technischer Leiter Messkomponenten,
Blum-Novotest GmbH
Nr. 4 / April 2015
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Seite 51
Neuer Device Manager erlaubt direkten Zugriff auf sämtliche IO-Link-Geräte im Netzwerk
Alles mit einem Werkzeug
Intelligente Anlagenkonzepte
verlangen einen ungehinderten
Datenaustausch mit der Prozessebene. Mit dem auf IO-Link aufbauenden neuen Device Manager von Balluff ist nun erstmals
zentrales Überwachen, Parametrieren und Testen der gesamten
IO-Link-Prozessperipherie möglich, von nahezu jedem beliebigen Punkt und parallel zum
Steuerungssystem. Das verkürzt
die Inbetriebnahmephase drastisch.
Nach IEC 61131-9 ist IO-Link eine herstellerübergreifende,
feldbusunabhängige Punkt-zu-Punkt-Verbindung
unterhalb der Bussysteme und inzwischen international zertifizierter
Standard. Die serielle IO-Schnittstelle
verbindet IO-Link-Sensoren und -Aktoren per Dreidrahtkabel und Steckverbinder, Analog- wie Binärsignale
gelangen via IO-Link-Master zum
Bus- oder Steuerungssystem.
IO-Link gewährleistet einen ungehinderten und damit kostengünstigen
Signal- und Datenaustausch, damit
sind transparente und Zeit sparende
Installationslösungen
realisierbar.
Selbst einfach schaltende Sensoren
lassen sich in die IO-Link-Konzepte
sinnvoll integrieren.
Konventionell sind IO-Link-Geräte
bislang entweder über Funktionsbausteine aus der Steuerungsebene, über
Web-Browser, seit IO-Link V1.1 auch
über Datenhaltung im IO-Link-Master-Port oder über herstellerspezifische Softwaretools parametrierbar.
In vielen Fällen müssen separate
Hardwareverbindungen über eine
USB-Box zu den einzelnen IO-LinkGeräten aufgebaut werden. Alles
machbar, doch mitunter recht umständlich und zeitraubend.
waretool von Balluff stellt die gesamte Geräteperipherie übersichtlich dar und erlaubt ein direktes Zugreifen auf Parameter-, Konfigurations- und Diagnoseinformationen der
Sensorik und Aktorik.
Über den Device Manager lassen
sich Konfigurationseinstellungen ändern, Geräte neu parametrieren oder
produktionsrelevante Daten abrufen. Notwendige Funktionalitätstests sind unter Umgehung der Maschinensteuerung möglich: So kann
beispielsweise geprüft werden, ob
tatsächlich alle Feldgeräte wie gewünscht ansprechen, die Sensoren
im richtigen Slot stecken und ob die
Signale zuverlässig ankommen. Die
komplette Konfiguration kann offline durchgeführt werden, die Anlagenkonfiguration lässt sich nach Belieben abspeichern und nach
Wunsch einspielen. Dies gestaltet
die Maschineninbetriebnahme einfach, schnell, effizient und macht
das Maschinen- und Anlagenhandling komfortabel.
Geräteinformationen der
Balluff SmartLight
Von überall auf die
Feldebene zugreifen
Zentrales Handling der gesamten
Peripherie
Der neue Balluff Device Manager
räumt mit komplizierten Prozeduren
gründlich auf: Er greift über die vorhandene Ethernet-Architektur (UDP:
User Datagram Protocol) sowie über
die installierten Balluff IO-Link-Master direkt auf sämtliche IO-Link-Devices im Netzwerk zu. Damit ist erstmals ein zentrales Handling der gesamten Geräteperipherie über eine
einheitliche Software realisierbar.
Das auf IO-Link basierende Soft-
DER AUTOR
Tobias Bayer,
Produktmanager Industrial
Networking,
Balluff GmbH
Gesamtübersicht Device Manager
Schritt in Richtung Industrie 4.0
Der Balluff Device Manager ist ein
konsequenter Schritt in Richtung Industrie 4.0: Die intelligente Vernetzung von Sensoren, Aktoren und Geräten auf der Anlagenebene ebenso
wie die nahtlose Integration der
Komponenten über die Prozess-, Betriebs- und Unternehmensleitebene
bis ins Internet stellen höchste Anforderungen an das Prozessmanagement. In diesem Zusammenhang
müssen einerseits die eingesetzten
Devices in der Lage sein, komplexe
Daten zu generieren und in übertra-
gungsfähiger Form zur Verfügung zu
stellen. Andererseits bedarf es einer
leistungsfähigen Übertragungsinfrastruktur.
An dieser Stelle erweist sich die bidirektionale Kommunikationsschnittstelle IO-Link als veritable Enablerund Push-Technologie. Sämtliche
IO-Link-Feldgeräte stellen vielfältig
nutzbare Daten in digitalisierter
Form zur Verfügung. Handhabung
und Übertragung selbst hoher Datenaufkommen stellen die innovative Schnittstelle vor keine Probleme.
Der Device Manager von Balluff wird
in naher Zukunft integrierter Be-
standteil solcher Netzwerkmanagementsysteme sein. Zwar stellen –
Stand heute – gängige Netzwerkmanagement-Systeme nur jene Anlagenbestandteile dar, die über eine eigene IP-Adresse verfügen: Sie blicken in der Regel bis auf die Master-,
nicht jedoch hinunter bis auf die
Prozessebene. In einem nächsten
Entwicklungsschritt werden auch
nicht IP-fähige IO-Link-Geräte für
Netzwerkmanagement-Systeme
sichtbar und für eine direkte Einflussnahme verfügbar sein.
Ziel ist die Smart Factory: effiziente,
flexible, transparente und nachfrageorientierte Produktionsprozesse. Mit
leistungsfähigen Netzwerkmanagementsystemen (NMS) sind in Zukunft Multi-Gerätekonfigurationen,
Software-Updates, die Behandlung
von Störungsmeldungen sowie statische wie dynamische Anlagendiagnosen bis auf Feldebene fast von jedem Punkt der Erde aus realisierbar.
Definitiv ist der Device Manager von
Balluff ein wesentlicher Baustein,
um das Prozessmanagement und
das Anlagenhandling einfacher, flexibler, transparenter und letztlich effizienter zu gestalten. Wer sich für
den Device Manager von Balluff entscheidet, setzt gleichzeitig auf die
enorm vielseitige und verblüffend
einfach handhabbare IO-Link-Technologie. Die digitale Schnittstelle hat
Zukunft: Hersteller bieten inzwischen ein breites Angebot IO-Linkfähiger Prozessgeräte, mehr als 80
Geräte-, System- und Chiphersteller
unterstützen im IO-Link-Konsortium
den digitalen Standard.
Balluff GmbH
www.balluff.com
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 52
Für Planung, Layout, Absicherung, Programmierung und Inbetriebnahme von Automatisierungsanlagen
Einsatz von durchgängigen
3D-Software-Lösungen
Kleine Teile in großen Serien effektiv zu fertigen, erfordert eine ausgereifte Automatisierungstechnik,
vor allem wenn gleichzeitig die
Produktvielfalt steigt und Chargenmengen wechseln. Der Spagat besteht darin, eine weitgehend autonome Fertigung zu schaffen, die
gleichzeitig flexibel und schnell
und ohne Umrüsten auf neue Anforderungen reagieren kann. Dies
gilt für Fertigungsunternehmen
ebenso wie für Anbieter von Automationssystemen. Die Cenit AG
bietet Softwarelösungen, welche
zur Konzeptionierung, Überprüfung, Programmierung, Inbetriebnahme und im laufenden Betrieb
von Automatisierungslösungen
zum Einsatz kommen.
Auftragsplanung und erfordern hier
neue Lösungsansätze.
Die Integration von mehreren Fertigungsschritten in einem System
braucht eine leistungsstarke und
flexible Plattform. Die Verkettung
mehrerer Prozessschritte in Kombination mit Maschinen- und Robotertechnologien verlangt neue Programmier- und Simulationswerkzeuge, um diese Prozesse sicher zu
beherrschen. So wird es möglich,
das Einsetzen, Zerspanen, Entgraten und anschließende Entnehmen,
Prüfen und Palettieren eines Werkstücks mit einer durchgängigen
Software abzubilden. Die Grenzen
zwischen SPS, NC- und Robotersteuerung verschwinden.
möchten weg von starren, teilespezifischen Lösungen. So sind immer
mehr flexible, roboterbasierende Automatisierungszellen zu sehen, welche vom Palettieren der Rohteile über
ein automatisiertes Be- und Entladen
der Maschine bis hin zum Ablegen
der Fertigteile auf Paletten oder Werkstückträgersysteme gehen. Wenn diese Automatisierung mit Robotersystemen umgesetzt wird, die direkt im
Maschinenraum positioniert sind, ist
eine Kombination mehrerer Fertigungsschritte in einer Zelle möglich
– z. B. Fräsen und Prüfen oder Fräsen
und Entgraten.
3D-basierende Softwarelösungen unterstützen diesen Trend nicht nur. Sie
sorgen vielmehr dafür, dass eine derartige Automatisierungslösung effi-
einen klaren Wettbewerbsvorteil.
Hinzu kommen eine bessere Kalkulation und Absicherung von Zielvorgaben wie Zykluszeiten, Systemkosten
und Anlagen-Kapazitäten. In der anschließenden
Engineering-Phase
kann das Konzept direkt auf das reale Projekt übertragen und kontinuierlich detailliert werden. Das ermöglicht nicht nur frühe Validierungen, sondern auch eine parallele
Programmierung und Simulation der
Lösung bis hin zur virtuellen Inbetriebnahme. Die Anfahrkurven eines
professionell simulierten Projekts
sind deutlich steiler und die Anlagen
sind schneller produktiv. Damit reduziert sich der Aufwand vor Ort
und Inbetriebnahmekosten sinken
spürbar.
während die Anlage in Produktion
läuft. Dazu zählen die flexible UmNutzung auf neue Teile, verbunden
mit einer Absicherung von teile- und
projektspezifischen
Änderungen
(Kollisionskonturen neuer Greifer, geänderte Be- und Entlade-Wege,
Durchsatz- und Zykluszeit-Analysen,
…), aber auch der Transfer einer Linie auf andere Werke und die Anpassung an geänderte bauliche Situationen.
Als operative Simulation schafft die
Software dauerhaften Mehrwert und
trägt zur kontinuierlichen Verbesserung der Prozesse bei (KVP). Sie
wird zu einem wesentlichen Baustein
für Automatisierungslösungen. Aus
einem Wegbereiter wird ein nützlicher Wegbegleiter.
3D-basierende Softwarelösungen
sorgen dafür, dass eine Automatisierungslösung effizient definiert, wirtschaftlich betrieben und kontinuierlich optimiert werden kann
Konsequente Standardisierung bedeutet, dass modulare Baukastensysteme für Palettierung, Greifertechnik,
Be-/Endladeeinheiten,
Einhausung und Transportsysteme
die bisherigen produktspezifischen
Lösungen ersetzen. Eine gleichzeitige Flexibilisierung der Anlagenkonzepte sorgt für wesentlich höhere Teilevielfalten auf der gleichen
Fertigungseinheit und wesentlich
schnellere Produktwechsel. Mannarme (automatisierte) Fertigungskonzepte sorgen für eine Verschiebung der Herausforderungen hin
zur Prozessplanung, Logistik und
Flexible und roboterbasierende
Automatisierungszellen
Die Automatisierung bezieht sich
dabei nicht nur auf große Stückzahlen, bei denen es sich bisher gelohnt
hat, mit dem Betriebsmittelbau eine
entsprechende
Automatisierungstechnik aufzubauen. Das immer flexibler werdende Teilespektrum bedeutet: sinkende Losgrößen pro
Charge,
wachsende
Varianz,
schwankende
Produktionszahlen
und steigende Produktzahl auf gleicher Fertigungs-Infrastruktur. Das
erfordert neue Ansätze. Viele Firmen
zient definiert und kontinuierlich optimiert werden kann. Operative
3D-Software stellt sicher, dass diese
Systeme beherrscht und wirtschaftlich betrieben werden können. Systemintegratoren und Anbieter von
Automatisierungslösungen können
dabei mehrfach von diesem Ansatz
profitieren.
Bereits in der Angebotsphase ist die
frühzeitige Visualisierung von Ansätzen und Konzepten ein wertvolles
Kommunikationsmittel. Konzeptvergleiche bieten Klarheit und Entscheidungssicherheit für die Kunden. Damit sichert sich der Systemanbieter
Wesentlich größere
Projektsicherheit
Die Fertigungsunternehmen, also die
Anwender von Automatisierungslösungen, profitieren von einer wesentlich größeren Projektsicherheit:
Die generelle Machbarkeit einer Automatisierungslösung ist besser abgesichert, dadurch kann sich das Risiko
einer verspäteten Inbetriebnahme
oder zeit- und kostenintensiven Änderungen enorm reduzieren. Im laufenden Betrieb einer Anlage unterstützt
die 3D-Simulationssoftware vor allem
bei der Planung von Änderungen,
Cenit AG
www.cenit.com/digitalefabrik
DER AUTOR
Jens Fetzer,
Vertriebsleiter Digitale Fabrik,
Cenit AG
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 53
Einheitliche Bedienung erhöht Akzeptanz
Wenn die Werkzeugmaschine
mit dem Roboter…
Roboter können die Produktivität
von Werkzeugmaschinen deutlich
erhöhen, wenn sie beim Be- und
Entladen helfen oder sogar direkt
bei anspruchsvollen Bearbeitungsaufgaben unterstützen. Als Hemmschuh erweist sich aber noch immer die unterschiedliche Bedienung. Doch dafür gibt es eine Lösung: Spezielle Schnittstellen ermöglichen es, den Roboter direkt
an der CNC oder am CAM-System
zu programmieren.
Investitionsgüter wie Werkzeugmaschinen müssen optimal ausgelastet werden, um sie wirtschaftlich zu
betreiben. Dementsprechend scheint
es sinnvoll, den Be- und Entladevorgang zu automatisieren. Diverse Statistiken zeigen jedoch, dass es noch
immer Nachholbedarf gibt – also relativ wenige Roboter an Werkzeugmaschinen zum Einsatz kommen.
Dafür gibt es Gründe, aber auch Lösungen.
So sind etwa eine ganze Reihe von
Normen und Empfehlungen zu berücksichtigen – angefangen von den
Vorschriften für Bediener- und Maschinensicherheit bis hin zur Auswertung der Produktionsdaten im Controlling. Zu den verbindlichen Normen zählen beispielsweise jene zur
Maschinensicherheit:
Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, Roboter ISO
10218-2:2011, Sicherheit von Maschinen ISO 13849-1.
Hat ein Produktionsbetrieb schließlich
automatisiert, folgt häufig der Wunsch
nach Controlling und einer möglichst
flexiblen Fertigung. Um etwaige Erfolge messen zu können, gibt es unter
anderem den Ansatz nach „gefertigtem Stück pro Stunde und Maschine“
und nach der „Flexibilität in Losgrößen und Werkstücken“. Auch hier gibt
es diverse Normen, die das Gesamtsystem als flexible Fertigungszelle betreffen, so zum Beispiel das Einheitsblatt VDMA 34180, VDI 3423, VDI
5600, VDMA 66412. Für Fertigungsbetriebe gilt es, sich diesen Herausforderungen zu stellen. Hierbei kann z. B.
der Steuerungshersteller Siemens unterstützen, da das Unternehmen in
den entsprechenden Gremien vertreten ist.
Haupthindernis für die schnelle Verbreitung von Robotern ist derzeit die
DER AUTOR
Peter Kreusser,
Leiter der Fachberatung Ausrüstungen für Werkzeugmaschinen,
Siemens AG
Am Sinumerik CNC-Benutzerterminal kann auch der Roboter
programmiert werden. Dadurch sinkt für Zerspanungsmechaniker die Hemmschwelle im Umgang mit dem Roboter deutlich
Roboter werden künftig immer häufiger in Bearbeitungszentren zu finden sein. Die Kombination von Sinumerik-CNC- und Robotersteuerung
liefert die wichtige Basis dafür
(oben)
Die offene Sinumerik-CNC ermöglicht die Verknüpfung der
Robotersteuerung mit Handheld
und Bedienerpanel (links)
unterschiedliche Bedienung von Roboter und Werkzeugmaschine. Und
damit nicht genug: Zudem unterscheidet sich die Bedienung der Roboter
verschiedener Hersteller voneinander.
Anwender müssten dadurch immer
wieder in Schulungen und Personal investieren.
Als Lösung gilt daher die Möglichkeit,
die Achssteuerung der Werkzeugmaschine auch für Zusatzachsen zu
nutzen, wie etwa zum Be- und Entladen. Damit erfolgen sowohl Bedienung wie auch Inbetriebnahme komplett in der dem Maschinenbauer und
Endanwender bekannten Umgebung.
Den Roboter über
die SPS programmieren
Die einfachste Form der Anbindung
zwischen Maschine und Roboter erfolgt durch ein binäres SPS-Interface.
Auf diesem werden die relevanten Anforderungen beziehungsweise Bestätigungen ausgetauscht, wie z. B. für eine Entlade-Anforderung oder der Bestätigung „Werkstück gegriffen“.
Siemens hat inzwischen gemeinsam
mit Kuka eine Lösung erarbeitet, die
auf dem offenen CNC-System Sinumerik 840D sl basiert. Entscheidend dafür: Das für Roboter von Kuka konzipierte mxAutomation-Interface enthält diverse Simatic-S7-Funktionsbausteine. Damit ist es möglich, den Kuka
Roboter komplett über Bausteine der
SPS zu projektieren und zu programmieren. Ein mxAutomation Interpreter
auf der Kuka Robotersteuerung kommuniziert die SPS-Befehle an die
Bahnplanung, die den Roboter in der
gewohnten Präzision und Zuverlässigkeit in Bewegung setzt.
Der Bewegungsablauf wird in Sinumerik mit den normalen Mitteln programmiert, wie etwa Editor oder dem
Handverfahren im JOG. RoboterKenntnisse sind also nicht notwendig.
Sollte einmal etwas nicht funktionieren, liefert der Roboter seine Meldungen direkt in das Meldesystem der
CNC. Das fertige Roboterprogramm
kann schließlich mit Sinumerik eingefahren werden, genauso wie NC-Programme.
Auf Basis der positiven Erfahrungen
mit dem Roboter in Bearbeitungszentren haben sich inzwischen weitere
Einsatzfelder eröffnet. So ist es etwa
Anspruchsvolle Aufgaben wie Bearbeiten
löst der Roboter im
Schulterschluss mit der
Sinumerik (rechts)
seit kurzem möglich, Roboter für anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben
zu nutzen. Bei dieser Kombination
erfolgt die Erstellung des notwendigen Programms für die CNC direkt
aus dem CAM-System NX CAM von
Siemens PLM. Die Verbindung von
der Sinumerik 840D sl zur Kuka
Steuerung KR C4 übernimmt eine
Motion-Control-Schnittstelle, welche
die durchgängige Integration der
Steuerungen in die Verfahrenskette
von CAM bis zur Bahnbewegung ermöglicht. Für die Diagnose wird auf
das bewährte Interface der Handhabungslösung mxAutomation zurückgegriffen, die auch die Antriebsdiagnose umfasst.
Auch eine 6-Achs-Bearbeitung
ist möglich
Mit den sechs Freiheitsgraden eines
Roboters ist dann sogar eine 6-AchsBearbeitung möglich. Das erlaubt eine hohe Flexibilität und gute Erreichbarkeit der Werkstücke bei vergleichsweise geringen Kosten. Die
Roboterhersteller bieten ihre Produkte modular und abgestimmt auf den
Anwendungszweck an. So gibt es Roboter für Palettieren, Schweißen,
Montieren und zum Beispiel auch für
die Fräsbearbeitung. Diese Roboter
sind bereits in Mechanik und Getrieben verstärkt, um höhere Bearbeitungskräfte aufnehmen zu können.
Darüber hinaus bieten die Hersteller
besondere Pakete an, um zum einen
die Genauigkeit und zum anderen die
Dynamik des Roboters zu optimieren.
Nicht zuletzt gibt es auch roboterspezifische Sicherheitsaspekte wie die
kartesische Raumüberwachung oder
die sichere Geschwindigkeit des
Werkzeugs, die von der Robotersteuerung bereitgestellt werden.
So vereint die Kuka Steuerung KR C4
Bewegungs- und Sicherheitssteuerung homogen und ersetzt passive
Reaktionen durch extrem schnelle,
aktive Interaktion. Durch die Anbindung an die Bewegungsführung der
Sinumerik wird diese optimal für anspruchsvolle Bearbeitungsaufgaben,
wie etwa die Composite-Bearbeitung,
erschlossen.
Siemens AG
www.siemens.de
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 54
Aus der Theorie für die Praxis
Sichere Automatisierungskonzepte
für Werkzeugmaschinen
Die funktionale Sicherheit von Maschinen gemäß der europäischen
Maschinenrichtlinie ist ein Muss,
wollen Hersteller kein Risiko eingehen. Der Trend geht in Richtung
„ganzheitliche Konzepte“ mit Komplettangeboten von der Risikobeurteilung bis hin zur Übernahme
der Verantwortung als Bevollmächtigter. Durch die Wahl der passenden Steuerungslösung lassen sich
zudem die Anforderungen an die
Sicherheit mit denen der Verfügbarkeit und Wirtschaftlichkeit in
Einklang bringen.
unternehmen Pilz in der Lage, als Bevollmächtigter für den Betreiber mit
Unterschrift zu bestätigen, dass die
Anforderungen der Maschinenrichtlinie eingehalten wurden.
Andere Länder, andere Normen
Betreiber und Exporteure von Werkzeugmaschinen sind durch das steigende Exportvolumen immer häufiger
mit komplexen Konformitätsbestimmungen konfrontiert. Eine Maschine,
die in dem Herstellerland die Normen
Mit der Steuerung PSSuniversal
multi von Pilz steht eine Lösung
speziell für den Bedarf von
Werkzeugmaschinen zur Verfügung. Anwender erhalten
damit standardisierte Sicherheit, selbst bei der Kommunikation mit sicheren CNC-Steuerungen. Für Sicherheitsfunktionen und nicht sichere E/As ist
nur ein Peripheriesystem erforderlich, dies reduziert Schnittstellen und macht die Installation einfacher
Hersteller von Maschinen sind verpflichtet, an ihren Maschinen das Konformitätsbewertungsverfahren durchzuführen. Durch die Anbringung der
CE-Kennzeichnung bestätigt der Hersteller, dass die Maschinen oder Anlagen alle erforderlichen Sicherheitsund Gesundheitsschutzanforderungen
der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG erfüllen
Der erste Schritt zur Maschinensicherheit ist die Risikobeurteilung, mit der
im Hinblick auf Bedienung und Funktionsweise der Maschine die einzelnen Risiken nach den geltenden Normen eingeschätzt werden können. In
einem zweiten Schritt wird das individuelle Sicherheitskonzept ausgearbeitet. Darin werden die notwendigen
mechanischen, elektrischen und andere Engineering-Lösungen für die
Maschinensicherheit zusammengefasst. Nach der Ausarbeitung des Sicherheitskonzepts und dem Sicherheitsdesign, also der detaillierten Ausarbeitung der notwendigen Schutzmaßnahmen, werden die erforderlichen Maßnahmen zur Risikominderung für die Anlage umgesetzt.
Um die richtigen, den sicherheitstechnischen Ansprüchen genügenden
Komponenten auswählen zu können,
müssen Konstrukteure den Vorgaben
der EN ISO 13849-1 (für sicherheitsgerichtete Steuerungssysteme) sowie
der EN IEC 62061 gerecht werden. Anschließend wird überprüft, ob die Sicherheitsmaßnahmen sämtliche Anforderungen im Betrieb erfüllen. Im
Rahmen der Validierung werden alle
erforderlichen Messungen und Tests
durchgeführt und die Ergebnisse entsprechend den gesetzlichen Anforderungen dokumentiert. Als eines der
wenigen Unternehmen, das für Kunden das vorgeschriebene Konformitätsbewertungsverfahren
übernimmt, ist das Automatisierungs-
und Richtlinien vollständig erfüllt,
wird nicht automatisch auch den nationalen Bestimmungen im Betreiberland gerecht. Der erfolgreiche Export
und die Inbetriebnahme von verketteten Maschinen hängt unmittelbar mit
der Kenntnis der jeweiligen Betreiberrichtlinien der internationalen Betriebsstätten zusammen.
Pilz ist mit 31 Tochtergesellschaften
und seiner weltweit agierenden Internation Service Group (ISG) in
der Lage, lokales Wissen bereitzustellen, anzuwenden und über Ländergrenzen hinweg mit derselben Professionalität und Qualität zu arbeiten.
Steuerungen nach Maß
In der Praxis ist die Anzahl der Sicherheitsfunktionen die bestimmende
Größe für die Auswahl des passenden
Steuerungssystems. Diese werden wesentlich über Größe, Art und Gefahrenpotenzial der Maschine beeinflusst. So kann es Sinn machen, bestehende Maschinensteuerungen und Sicherheitssteuerungen getrennt voneinander zu betreiben oder auch in einem gemeinsamen Automatisierungssystem miteinander zu verschmelzen.
Nicht jedes Konzept eignet sich für alle Maschinen gleichermaßen.
Einzelmaschinen haben gegenüber
verketteten Maschinen naturgemäß
weniger Sicherheitsfunktionen und
benötigen keine übergeordnete Sicherheitsbereichsabschaltung.
Für
diesen Anwendungsfall eignen sich
besonders konfigurierbare Steuerungssysteme PNOZmulti 2 von Pilz,
die mit vorkonfektionierten Funktionen die Anforderungen schnell und
einfach umsetzen.
Durch den hohen Exportanteil von Serienmaschinen, sind die Maschinenbauer gezwungen, je nach Land lokal
bevorzugte Maschinensteuerungen zu
berücksichtigen. Damit die Adaptionsfähigkeit der Sicherheitssysteme an
die verschiedenen Maschinensteuerungen gegeben ist, müssen alle gängigen Feldbus- und Ethernet-basierenden Kommunikationssysteme unterstützt werden. Viele Maschinenhersteller setzen gegenwärtig auf Steuerungskonzepte, in denen Sicherheit
und Automatisierung voneinander getrennt sind, und definieren so gleichzeitig einen weltweit verwendbaren
Sicherheitsstandard, der Kosten für
Konstruktion und Betrieb reduziert.
Mit konfigurierbaren Steuerungssystemen lassen sich Applikationen – unabhängig von der gewählten Prozesssteuerung und vom verwendeten Feldbussystem – sehr einfach realisieren.
Zusatzmodule wie die sicheren Motion Monitoring Module für PNOZmulti
2 überwachen eine oder zwei Achsen
in Antrieben. Sämtliche Sicherheitsfunktionen können nach EN 61800-5-2
für elektrische Leistungsantriebssysteme mit einstellbarer Drehzahl einfach
umgesetzt werden.
Diagnosedaten lassen sich über die
Die Motion Monitoring
Module des konfigurierbaren Steuerungssystems
PNOZmulti 2 von Pilz
überwachen die Antriebe
im Sicherheitssystem. Sie
gewährleisten umfangreiche Modulfunktionen,
Skalierbarkeit, eine offene Kommunikation sowie
eine hohe Flexibilität
Ethernet-Schnittstelle des PNOZmulti
2 komfortabel zur Anzeige an die
CNC-Steuerung führen. Diagnoseoder Störungsmeldungen werden im
Klartext angezeigt und unterstützen
den Bediener bei der Fehlerbehebung.
Übergreifendes Steuerungskonzept
Wenn mit Blick auf die Automatisierung die Anforderungen an die Werkzeugmaschine anspruchsvoller werden und als Kommunikationsstandard
PROFIBUS/PROFIsafe im Einsatz sind,
ist die Steuerung PSSuniversal multi
von Pilz die richtige Wahl. Die flexible
und leistungsfähige Steuerung mit
PROFIBUS/PROFIsafe-Schnittstelle ist
ein Teil des Automatisierungssystems
PSS 4000. Diese Steuerungslösung für
Sicherheit und Automation kann als
Stand-alone-Version oder vernetzt im
Systemverbund mit PSSuniversal PLC,
PSSuniversal I/O und Netzwerkkomponenten eingesetzt werden.
Hersteller wie Anwender von Werkzeugmaschinen profitieren von einem
höheren Grad an Standardisierung
und einer einfachen Programmierbarkeit aller Sicherheitsfunktionen in ihren PROFIBUS/PROFIsafe-Architekturen. Die Steuerung PSSuniversal multi
kann über PROFIsafe jetzt auch direkt
mit einer sicheren CNC- oder MotionControl-Steuerung verbunden werden. Erstmalig ist eine sichere Kommunikation mit CNC-Steuerungen auf
so einfache Weise möglich. Völlig un-
abhängig von der CNC-Steuerung sind
nun Sicherheitslösungen für jeden
denkbaren Einsatz realisierbar. Die
CNC oder MC erfassen die Drehgeberdaten der verschiedenen Achsen und
leiten diese zur sicheren Auswertung
an die Steuerung PSSuniversal multi
weiter.
Mit dem grafischen Programm-Editor
PASmulti ist die intuitive und schnelle
Konfiguration und Programmierung
aller Maschinensicherheitsfunktionen
möglich. Mit einer umfangreichen Bibliothek an nicht sicheren und zertifizierten Fail-safe-Bausteinen ist eine
besonders einfache Handhabung und
eine hohe Wiederverwendbarkeit sichergestellt. Mit PSSuniversal multi
verschmelzen Automatisierungs- und
Sicherheitsperipherie zu einer gemeinsamen Infrastruktur, weitere Geräte und Feldbusanschaltungen sind
nicht erforderlich. Dies ist ein nachhaltiger Beitrag zur Reduzierung von
Kosten und Komplexität.
Pilz GmbH & Co. KG
www.pilz.de
DER AUTOR
Martin Frey,
Regionalleiter Vertriebsregion
Süd-West,
Pilz GmbH & Co. KG
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 55
Individuell an den Prozess und die Umgebung angepasste HMI-Lösungen
Plan eingelassene Bedienelemente als Kurzhubtasten mit
haptischer Rückmeldung
Human Machine Interfaces
im Fokus der Usability
Eine ganz entscheidende Rolle bei
der neuen Generation der Human
Machine Interfaces (HMI) spielt die
individuelle Anpassung an den jeweiligen Prozess und dessen Umgebung. Nicht nur auf gerätetechnischer Seite, sondern auch in der
grafischen Gestaltung der Bedienoberflächen und ganz aktuell in
der mobilen Bedienkonzeption von
Anlagen und Maschinen richtet
sich der Fokus im Besonderen auf
die Usability.
Industrie-PC im Verbund mit mobilen
Endgeräten
Im Consumer-Bereich hat man sich
längst an die Handhabung der Smartphone-Produkte gewöhnt. Nicht von
ungefähr kommt deshalb die Erwartungshaltung aus den technischen
Bereichen, diesen quasi Look & FeelStandard auch beim Bedienen von
Maschinen und Anlagen vorzufinden. Flexibilität und Schnelligkeit bei
höchster Qualität – so lautet die Maxime im produzierenden Prozess. Die
daraus resultierende Komplexität
stellt das HMI vor neue Herausforderungen.
HMI-Software-Konzeption
Widescreen und Multitouch
Bei den in der industriellen Automatisierung eingesetzten Panel-PCs haben
Widescreen und Multitouch inzwischen nachhaltig Einzug gehalten.
Diese beiden Technologien bilden
hardwareseitig die technologischen
Meilensteine hin zu einem optimalen
Bedienkomfort.
Getrieben durch die Multitouch-Funktionalität tendiert die Nachfrage aus
der Industrie mehr und mehr zu den
größeren
Displaydiagonalen
im
16:9-Breitbild. Aktuell betreffen ca. 85
Prozent aller Anfragen dieses neue
Format. Die meisten Displays sind für
den konventionellen Einsatz im Querformat („Landscape“) ausgelegt, diverse Ausführungen berücksichtigen
neuerdings allerdings auch schon Anwendungen in Hochkant-Anordnung
(„Portrait“). Als Multitouch-Technologie ist aktuell am weitesten verbreitet
der Projected Capacitive Touch (PCT),
der für innovative Lösungen ein „rundes“ Touch-Erlebnis bietet, weil dieser
von Haus aus mehrere Berührungspunkte gleichzeitig erfassen kann. Die
hohe Punktdichte erlaubt eine sichere
Bedienung, inklusive sehr angenehmen kurzen Reaktionszeiten. Ver-
Maschinen-Operator-Panel mit 24“-Widescreen und virtuellen
Touch-Arrays
schiebe- und Drehbewegungen sind
besonders widerstandsarm („ruckfrei“) ausführbar – speziell über weitere Distanzen auf einem größeren
Display.
Die neueste Technik ermöglicht nun
die Integration von Mutitouch plus zusätzlichen Bedienelementen in eine
durchgängige Glasoberfläche. Die für
HMI-Eingabesysteme häufig geforderten Funktionstasten außerhalb des aktiven PCT-Arrays sind hierbei als Kurzhubtasten für eine schnell ausführbare
Bedienung mit haptischer Rückmeldung im Frontglas eingelassen. Diese
mit LEDs bestückten Einzeltasten sind
in der Symbolik und Beschriftung individuell gestaltbar. Die Ankopplung
dieser Zusatzfunktionen kann auf die
Steuerung bzw. auch direkt zur HMIApplikation geführt werden. Durch
die Bereitstellung aller gängigen Feldbus-Interfaces, wie CAN-Bus, Profibus, ProfiNet, EtherCAT lässt sich eine universell konfigurierbare Ankopplung an die Steuerung realisieren.
Szenarien bei User Interfaces
DER AUTOR
Roland Haag,
Business Unit Manager
Prime Cube,
Schubert System Elektronik
GmbH
Die Widescreen-Multitouch-Technologie eröffnet in Kombination mit gestenbasierter Steuerung ganz neue Ansätze im GUI-Design (Graphical User
Interface). So lassen sich interaktive
Bedienszenarien komfortabel realisieren: beispielsweise das Navigieren innerhalb von Prozessbildern, das Ver-
ändern von Daten und Werten, das
Vergrößern von Kennlinien und Graphen. Der Anwender soll optimal dabei unterstützt werden, die jeweiligen
Abläufe klar zu überwachen, intuitiv
zu bedienen und logisch zu steuern.
Die Innovation liegt zum einen darin,
jene Funktionalitäten, die heute über
Folien- bzw. Direkttasten abgedeckt
werden, als Touch-Funktionen in das
Display einzubinden. Zum anderen
lassen sich Touchfelder für OEM-spezifische Applikationen individuell gestalten, die dem Anwender „alles auf
einen Blick“ gleichzeitig ausbreiten, z.
B. Prozessabbild, File-Manager, Datenbank, Werkzeugverwaltung, Maschinen-Kamerabilder oder Softkeyboard.
Das Handling dieser konfigurierbaren
Arrays wird softwaremäßig über einen
Windows-Manager abgebildet. Es
handelt sich hierbei um ein eigen entwickeltes HMI-Framework auf Qt-Basis, in das sich über verschiedene
Plug-ins
applikationsspezifische
Funktionen einbinden lassen. Qt ist
ein offenes, plattformübergreifendes
Entwicklungswerkzeug, wobei die darauf entwickelten Programme unter
allen Linux- bzw. Windows-Systemen
lauffähig sind.
Smart Devices
Automatisierungsprozesse im industriellen Umfeld werden heute in der
Funktionsschema
Regel noch über zentrale Leitsysteme
bedient und beobachtet. Zunehmend
kommt aber aus dem technischen Bereich das Bedürfnis, diverse Funktionalitäten auch auf mobilen Endgeräten ansprechen zu können. Moderne,
internetbasierende HMIs müssen daher sowohl stationär installierte als
auch mobile Lösungen vollumfänglich
unterstützen.
Hier ist HTML5 besonders ins Blickfeld gerückt, weil diese Kernsprache
ein offener Standard und plattformunabhängig ist. Mit HTML5 lassen
sich funktional anspruchsvolle und
grafisch attraktive Bedien- und Anzeigefunktionen – auch in Verbindung
mit Multitouch- und Gestensteuerung
– webkonform realisieren, damit diese
von mobilen Smartphones/Tablets
über das Internet aufgerufen werden
können.
Fazit
Industrielle Bediensysteme folgen
nicht jedem Trend aus der IT-Elektronik. Nur solche Konzeptionen,
die sich als marktfähig und zuverlässig erweisen, finden den Weg in
zukünftige HMI-Lösungen. Zu den
integralen Elementen der industriellen Usability zählen sowohl die
technologischen Voraussetzungen
in der Hardware als auch die erforderlichen Standards in der Software. Beide Seiten werden bei Schubert anwendungsspezifisch zusammengeführt. Zudem werden die
Kunden bei der Planung und Realisierung ihrer optimalen Usability
unterstützt.
Schubert System Elektronik GmbH
www.schubert-system-elektronik.de
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 56
Rechtzeitig anhalten – Linearbewegungen schnell und zuverlässig abbremsen
Schwerkraftbelastete Achsen richtig absichern
In Anlagen stellen schwebende
Lasten ein erhebliches Gefährdungspotenzial für Mensch und
Maschine dar. Daher müssen bereits in der Konstruktionsphase ein
unbeabsichtigtes Absinken der
Last sowie unzulässig lange Anhaltewege dauerhaft ausgeschlossen
werden. Entscheidend dabei sind
die richtige Auswahl der Sicherheitskomponenten sowie deren
korrekte Integration in das Gesamtsystem.
Bei schwerkraftbelasteten Achsen besteht immer das potenzielle Risiko einer abstürzenden Last. Um dies zu
verhindern, kommen Sicherheitsbremsen nach dem Fail-Safe-Prinzip
zum Einsatz. Solche Bremsen sind im
energielosen Zustand geschlossen.
Sie erzeugen die Bremskraft durch
Druckfedern. Zur Absicherung von
Vertikalachsen eignen sich Linearbremsen besonders gut. Sie wirken
TÜV-geprüfte dynamische
Bremseinrichtung
Personen können sich jedoch auch
während der Inbetriebnahme, der
Wartung oder sogar während des Produktionsprozesses unter schwebenden Lasten befinden, ohne dass zuvor die Lastübergabe auf die mechanische Linearbremse erfolgt ist.
Kommt es in diesen Betriebszuständen zu einem Komplettausfall des
Antriebs und somit zu einem Versagen der SS1 Funktionalität, ist die
mechanische Linearbremse allein für
das sichere Verzögern der Last verantwortlich. Die Lastmasse befindet
sich buchstäblich im freien Fall. Das
Berufsgenossenschaftliche
Institut
für Arbeitsschutz (BIA) hat einen
Prüfgrundsatz für Notfallbremsungen mit Haltefunktion für lineare Bewegungen (GS-MF-28) definiert. Dieser sollte zur Qualifizierung von Linearbremsen herangezogen werden.
Reaktionszeiten
Einflussfaktoren auf die
Fallgeschwindigkeit
Prüfstandsaufzeichnung zum dynamischen Fall (schematische Darstellung). Die Anhaltezeit im Versuch summiert sich aus der Schaltzeit des Pneumatikventils, der
Schaltzeit der Bremse und der Bremszeit.
unabhängig vom Antriebsstrang auf
separate Bremsstangen. Dadurch befinden sich keine Zahnriemen, Kupplungen oder Spindelmuttern im Sicherheitsstrang der Linearbremse. Sichere motorische Antriebe sind heute
in der Lage, vertikal bewegte Lasten
auch bei Ausfall der Energiezuführung bis zum Stillstand zu verzögern
(SS1 Betrieb). Jedoch ist ohne Energie ein anschließendes Hochhalten
der Last ausgeschlossen. Zur Bewertung von Linearbremsen an schwerkraftbelasteten Achsen wird häufig
unterstellt, dass die Sicherheitsanforderung ausschließlich im statischen
Betrieb auftritt. Die meisten am
Markt verfügbaren Linearbremsen
sind folglich als statische Hochhalteeinrichtungen konzipiert.
Die pneumatische
ROBA-linearstop
Sicherheitsbremse ist
nicht nur als Haltebremse, sondern auch
als vollwertige dynamische
Bremseinrichtung einsetzbar. Die
Bremsenansteuerung ROBA-SBCplus
gewährleistet eine sichere Schaltzeitenüberwachung, integrierte Plausibilitätskontrolle und Fehlerdiagnose
Vergleichsversuch: Druck und Schlauchlänge haben große Auswirkungen auf die Zeiten und damit auf die Fallgeschwindigkeit. Die Grafik zeigt den Verlauf der Fallgeschwindigkeit bei
einem Mindestbetriebsdruck von 4 bar und einer Schlauchlänge von 1 m (blaue Linie) sowie einem Druck von 6 bar und einer Schlauchlänge von 5 m (grüne Linie)
Der Prüfgrundsatz definiert sowohl
ohne als auch mit Lastübernahme 1
Million Schaltungen sowie zusätzlich
1000 dynamische Bremsungen. ROBA-linearstop Bremsen von Mayr Antriebstechnik erfüllen diesen Test problemlos und sind als vollwertige dynamische Bremseinrichtung durch
den TÜV geprüft und bestätigt.
Praxistests auf dem Fallprüfstand
Für einen sicheren Betrieb sind ebenso eine optimale Bremsenauslegung
und Systemintegration erforderlich.
Durch einen speziell für Linearbremsen konzipierten Fallprüfstand, der es
erlaubt, unterschiedliche Gewichte,
die sogenannten Lastmassen, auf unterschiedliche Fallgeschwindigkeiten
zu beschleunigen und die Lastmasse
anschließend zu verzögern, lassen
sich die Einflussfaktoren praxisnah
bestimmen.
Bestimmung der Einflussfaktoren
Neben der Ansteuerung und der Reaktionszeit des Pneumatikventils haben
auch der Druck und die Schlauchlänge
große Auswirkungen auf die Zeiten
und damit auf den Anhalteweg und
die Fallgeschwindigkeit. Auf dem
Prüfstand hat die Firma Mayr Antriebstechnik dazu zwei Bremsvorgänge mit der Linearbremse ROBA-linearstop simuliert. Als Ausgangsbedingungen für die beiden Bremsvorgänge
wurden dabei die Nennhaltekraft der
Bremse von 13,5 kN, die Fallmasse
Auf dem speziell für Linearbremsen konzipierten Fallprüfstand, der
es erlaubt, unterschiedliche Lastmassen auf
unterschiedliche Fallgeschwindigkeiten zu
beschleunigen und anschließend zu verzögern, können die Einflussfaktoren praxisnah
bestimmt werden
(Bilder: Mayr Antriebstechnik)
von 870 kg und der dynamische Fall
bei der Geschwindigkeit v von 0,12
0
m/s vorausgesetzt.
Der große Einfluss der unterschiedlichen Zeiten auf die max. Fallgeschwindigkeit zeigt sich in der Abbildung 3. Das Diagramm resultiert
aus zwei Fallprüfstandsversuchen mit
verändertem Druck (4 und 6 bar) und
unterschiedlicher Schlauchlänge (1
und 5 m). Bezogen auf den Anhalteweg ergibt sich eine Verlängerung von
72 auf 315 mm – eine Veränderung um
mehr als Faktor 4. Die Versuche zeigen, dass für den Bremsweg die
Schaltzeit der Bremse entscheidend
ist, nicht die Bremskraft. Für kurze
Schaltzeiten gilt es daher die Faktoren
Schlauchlänge, Schlauchdurchmesser
sowie Position, Größe und Geschwindigkeit der Ventile zu beachten. Auch
die Differenz des Betriebsdrucks zum
tatsächlichen Druck spielt eine wichtige Rolle.
chere integrierte Plausibilitätskontrolle durch die Auswertung der Lüftüberwachungssignale. Die Auswertung der
Schaltzustände und des Rückgabesignals ermöglichen somit eine zuverlässige Fehlerdiagnose. Auch schleichende Fehler mit Einfluss auf die Schaltzeiten wie zunehmender Verschleiß
oder Änderungen im Schlauchdurchmesser, verursacht beispielsweise
durch versehentlich auf dem Schlauch
abgestellte Gegenstände, können so
rechtzeitig detektiert werden. Die sichere Bremsenansteuerung ROBASBCplus ist vom TÜV Süd baumustergeprüft und bis zum höchsten Performance Level PLe und Safety Integrity
Level (SIL) 3 einsetzbar. Zusammen
mit allen Komponenten ist eine korrekte Systemintegration erforderlich,
denn nur abgestimmte Gesamtsysteme sind in der Lage, ein Höchstmaß an
Betriebs- und Funktionssicherheit zu
gewährleisten.
Sichere Bremsenansteuerung
Chr. Mayr GmbH + Co. KG
www.mayr.com
Um die projektierten Schaltzeiten über
die gesamte Lebensdauer zu gewährleisten, ist eine kontinuierliche Schaltzustandsüberwachung erforderlich.
Diese erfolgt mit der sicheren Bremsenansteuerung ROBA-SBCplus. Das
zusammen mit Pilz entwickelte Modul
zur Fehlererkennung und Verarbeitung leistet eine sichere Schaltzeitenüberwachung. Hinzu kommt eine si-
DER AUTOR
Helmut Kleinheinz,
Produktmanager Linearbremsen,
Chr. Mayr GmbH + Co. KG
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 57
Praxisnahe Automatisierung in der Anwendung
Innovationen müssen sich in der
täglichen Praxis rechnen
Hinsichtlich technischer Innovationen gehört Deutschland nach wie
vor zu den leistungsfähigsten Ländern. Das beweist nicht zuletzt die
hohe Zahl der angemeldeten Patente. Aber nur wenn Innovationen den Weg in den Alltag der Anwender finden, bringen sie die erhofften Vorteile. Mit neuen Produkten und innovativen Lösungen
der Low-Cost Automation bringt
AMF seinen Kunden Optimierungen, die sich täglich rentieren.
Der alltägliche Kosten- und Wettbewerbsdruck verlangt heute in der mechanischen Fertigung die ständige
Überprüfung sämtlicher Prozess- und
Bearbeitungsschritte. Für Produktivitätssteigerungen und vor allem,
wenn kurzfristig die Kapazität erhöht
werden muss, gehört dazu die Suche
nach ungenutzten Potenzialen bei
den vorhandenen Produktionsmitteln. Dass dies zusammen mit innovativen Lösungen zu beeindruckenden Optimierungen ohne große Investitionen führen kann, bestätigen
zwei Anwender von neuen Produkten und innovativen Lösungen der
Andreas Maier GmbH & Co. KG
(AMF). Dabei sollten innovative Lösungen genau unter die Lupe genommen werden, denn „Innovationen
müssen sich in der täglichen Praxis
rechnen“, so die Maßgabe der Geschäftsleitung.
Die Mitarbeiter der Anwender haben
auf Anregung ihrer Führungskräfte
gemeinsam mit AMF-Fachberatern
zunächst einmal die ungenutzten Potenziale der vorhandenen Maschinen
und Produktionsmittel gefunden und
ausgeschöpft. Nach Investition einer
vierstelligen! Summe in eine innovative Automatisierungslösung konnte
die Kapazität um zwei Drittel erweitert und die Produktivität um 30-50 %
erhöht werden.
Unter dem Leitgedanken Low-Cost
Automation bietet AMF seit knapp
zwei Jahren ein preiswertes Programm mit Automatisierungslösungen in den produktionsnahen Themen Rüsten, Spannen und Bearbeiten sowie in den Bereichen Zuführen,
Palettieren, Bestücken an. Zwei Kunden, einer aus Österreich, einer aus
Deutschland haben damit sehr positi-
DER AUTOR
Manuel Nau,
Verkaufsleiter
Key Account Industrie,
Andreas Maier GmbH & Co. KG
(AMF)
ve Erfahrungen gemacht. Eingesetzt
werden ein Greifer, ein Werkstückspeicher und ein AMF-Nullpunktspannsystem mit AMF-Spannzange.
Zusammen kostet diese Lösung weniger als 6000 Euro.
Begonnen hat das Ganze aber nicht
mit dem Kauf von AMF-Produkten
oder -Lösungen. Zunächst haben sich
die AMF-Berater mit den Projektbeteiligten zusammengesetzt und sich
über eine Teilautomatisierung des
vorhandenen
Fünf-Achs-Bearbeitungszentrums Gedanken gemacht.
·
Können die Standard-Greifeinsätze
verwendet werden?
Nachdem die Fragen geklärt und die
Voraussetzungen erfüllt waren, wurde im gemeinsamen Gespräch zwischen Anwender und den AMF-Experten folgender neuer und innovativer Prozessablauf geplant:
Werkstückspeicher mit Rohteilen
wird in der Maschine positioniert
und gespannt,
Greifer holt Werkstück aus Speicher
und legt es in die AMF-Spannzange
ein,
·
·
tungsprozesse kamen mit dem vorhandenen Platz trotzdem noch aus.
Die Bearbeitungsschritte umfassen
Fräsen und Bohren, im einen Fall
auch Markierungs- bzw. Kennzeichnungsapplikationen. Zwischen den
einzelnen
Bearbeitungsschritten
wechselt die Maschine vollautomatisch ein Reinigungswerkzeug ein.
Das bläst den Bearbeitungsbereich
von Spänen frei. Hier wird sehr
gründlich vorgegangen, da bei mannlosem Arbeiten kein Werker prüfen
kann, ob das Bearbeitungsfeld tatManuel Nau, Verkaufsleiter
Key Account Industrie bei
AMF: „Anwenderlösungen
der Low-Cost Automatisierung ermöglichen Produktivitätssteigerungen, indem
man zunächst einmal ungenutzte Potenziale in den
vorhandenen Produktionsmitteln ausschöpft"
Durch einen Greifer, der sich
automatisch in die Spindel
einwechseln lässt, sowie
durch Spannsysteme mit Vorrichtungen für Nullpunktadaptierung wird die Produktion ganz einfach automatisiert
Hierzu wurden die Voraussetzungen
mit folgenden Fragen von AMF ausgearbeitet und von den Anwendern
geklärt:
Kann über die Maschinensteuerung
(CNC-Programm) ein Spannmittel
angesteuert (geöffnet und gespannt) werden?
Gibt es freie M-Befehle zum Ansteuern eines (zusätzlichen) externen
Aggregats?
Gibt es auf dem Maschinentisch
Platz für einen Werkstückspeicher?
Ist eine Medienzufuhr realisierbar,
um Spannmittel anzusteuern?
Kann durch die Maschinenspindel
Luft zugeführt werden, um den
Greifer zu betätigen?
Passt der AMF-Standardgreifer mit
Durchmesser 100 mm in den Werkzeugspeicher?
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Spannmittel spannt automatisiert,
Werkstück wird bearbeitet,
Spannmittel lösen (automatisiert),
Greifer entnimmt fertiges Werkstück und legt es im Werkstückspeicher ab, Prozesse werden wiederholt bis alle Werkstücke bearbeitet
sind,
Werkstückspeicher mit fertig bearbeiteten Teilen wird entnommen.
Der Werkstückspeicher wird auf der
ungenutzten Fläche des Maschinentischs positioniert und ebenfalls über
das AMF-Nullpunktspannsystem gespannt. Die AMF-Spannzange wird
auf das AMF-Nullpunktspannsytem
aufgesetzt. Ein Anwender hat sogar
gleich drei Spannzangen für die Bearbeitung von drei Werkstücken installiert, um die Produktivität weiter zu
erhöhen. Die einzelnen Bearbei-
·
sächlich frei von Spänen ist. Sowohl
das Reinigungs- als auch das Markierungswerkzeug sind dabei Produkte
von AMF. Der Maschinenbediener
kümmert sich heute um drei Maschinen statt, wie früher, nur um das eine
BAZ. Bevor er seine Spätschicht beendet, bestückt er die Maschine mit
einem Speicher an Werkstücken mit
langer Bearbeitungszeit. So läuft die
Maschine noch mindestens vier bis
fünf Stunden in eine mannlose Zeit
hinein.
Ergänzen lassen sich diese preisgünstigen Lösungen der Low-Cost
Automatisierung noch durch einen
Kassettenschiebespeicher zum Bevorraten und Zuführen von Rohteilen und Werkstücken in die Werkzeugmaschine. Dieser modular aufgebaute Speicher kann direkt neben
der Maschine platziert werden oder
sich direkt in die Werkzeugmaschine
integrieren lassen. So ließe sich die
Automatisierung in Fertigungsunternehmen bis hin zu mannlosen
Nachtschichten vorantreiben.
Mit diesen Anwenderlösungen der
Low-Cost Automatisierung zeigt
AMF eindrucksvoll, welches Rationalisierungspotenzial möglich ist,
wenn man den Automatisierungsgedanken und den Einsatz innovativer Produkte zunächst einmal damit
verbindet, ungenutzte Potenziale in
den vorhandenen Produktionsmitteln aufzuspüren. Dann können Innovationen täglich zeigen, dass sie
sich rechnen.
Andreas Maier GmbH & Co. KG (AMF)
www.amf.de
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 58
Lineartechnik steigert Produktivität von spanenden Werkzeugmaschinen
Der messbare Unterschied
Höhere Bearbeitungsqualität, gesteigerte Leistungsdaten, niedrigere Herstell- und Servicekosten: Die
jüngsten Lineartechniklösungen
von Bosch Rexroth machen spanende Werkzeugmaschinen noch
präziser, performanter und wirtschaftlicher.
Hersteller von Werkzeugmaschinen
sehen sich vor der Herausforderung,
die Bearbeitungsgenauigkeit bei immer höheren Kräften zu steigern und
gleichzeitig Herstellkosten und Energieeffizienz zu optimieren. Darüber
hinaus verlangen Endanwender häufig eine weltweit hohe Verfügbarkeit
an Ersatzteilen.
Mit seinem verbesserten und teils
völlig neu entwickelten Portfolio im
Bereich der Lineartechnik leistet
Bosch Rexroth einen wesentlichen
Beitrag, diese vielfältigen Anforderungen wirtschaftlich umzusetzen.
Die folgenden Beispiele zeigen, welche Fortschritte bei der Umwandlung
von rotativen Antrieben in lineare Bewegung und der präzisen Führung erzielt wurden, und welche Verbesserungen bezüglich Qualität und Effizienz daraus resultieren.
Rollenschienenführungen:
Präzision statt Pulsation
Als Folge des Trends zu höheren Bearbeitungskräften wächst unter anderem die Bedeutung von Rollenschienenführungen und deren Verwendung
in Schwerlastmaschinen. Dieser Entwicklung tragen die Lineartechnikspezialisten von Bosch Rexroth mit der
Produktgeneration RSHP (Roller Rail
System High Precision) Rechnung.
Dank einer neuen Einlaufzone mit gefügter Stahleinlage erfolgt die Belastung der Zylinderrollen harmonisch
gemäß der Biegelinie. Weil der Führungswagen die Maximallast am
Übergang zur Lastzone so besonders
sanft und mit erheblich verringerter
Pulsation erreicht, ist eine ruckfreie
Bearbeitung möglich. Im Ergebnis
steigen die Bearbeitungsqualität und
die Oberflächengüte.
Mit einem neuen Universalschmierkonzept wird zudem die Wirtschaftlichkeit der Rollenschienenführungen
gesteigert. Zu den um 20 Prozent längeren Schmierintervallen bei Minimalmengenschmierung kommt ergänzend hinzu, dass nun ein einziger
Führungswagen alle Anwendungen
abdeckt. Das reduziert nicht nur die
Variantenvielfalt um zwei Drittel, sondern auch die Lagerhaltungskosten.
Höhere Tragzahlen und
doppelte Lebensdauer
Im Bereich der Kugelschienenführungen erzielt Bosch Rexroth mithilfe der
Hochpräzisions-Technologie
neue
Bestwerte bei der Ablaufgenauigkeit
Verschleißfrei und präzise wie ein
Glasmaßstab: Das Integrierte Messsystem IMS-I arbeitet induktiv und ist unempfindlich gegen magnetische und
elektrische Felder
Kompakt und stark: Planetengewindetriebe erreichen hohe Tragzahlen bei
geringem Baumaß
Hochdynamisch und präzise: Kugelgewindetriebe und Kugelschienenführungen für alle Leistungsklassen
und den Reibkraftschwankungen.
Ähnlich wie bei den Rollenschienenführungen passt sich auch bei den
neuen Kugel-Führungswagen BSHP
(Ball Rail System High Precision) in
den Baugrößen 15 bis 65 die gefügte
Stahleinlage elastisch an die Betriebslast an. Im Ergebnis laufen die Kugeln
harmonisch und ohne impulsartige
Belastung in die Tragzone ein. Selbst
unter Belastung tritt so nur eine minimale Pulsation auf und die Präzision
in der Bewegung bleibt unverändert
hoch.
Indem die Last auf eine größere Anzahl tragender Kugeln verteilt wird,
sind die dynamischen Tragzahlen
über alle Baugrößen und Varianten
um rund 26 Prozent, die statischen
sogar um bis zu 50 Prozent gestiegen.
Mit einer bis zu doppelt so hohen Lebensdauer unterstützen die Führungen damit den gegenwärtigen Trend
zum energieeffizienten Leichtbau.
Denn bei gleicher Leistung lassen
sich jetzt mitunter kleinere Führungswagen als bisher einsetzen, um Gewicht und Bauraum zu sparen.
Als vorteilhaft für Logistik, Montage
und Service erweist sich die Tatsache,
dass sich auch die neuen Kugel- und
Rollenschienen-Führungswagen
nahtlos in den Austauschbau von
Rexroth einfügen und sich auch auf
bereits installierten Profilschienen
montieren lassen. Wagen und Profilschienen der gleichen Baugrößen lassen sich so beliebig kombinieren, was
Einsparungen über den gesamten Lebenszyklus mit sich bringt.
Integriertes Messsystem
Um Kugel- und Rollenschienenführungen auch unter den widrigen Bedingungen in den Werkzeugmaschinen präzise positionieren zu können,
hat Bosch Rexroth das Integrierte
Messsystem IMS-I weiterentwickelt.
Das kompakte, induktiv arbeitende
Wegemesssystem für Messstrecken
von bis zu 4500 mm bietet mit einer
Alles aus einer Hand: Als Systempartner für die komplette Automatisierung bietet Rexroth ein breites Spektrum an Lineartechnik, elektrischen
Antrieben und Steuerungen sowie Hydraulik
Wiederholgenauigkeit von 0,25 µm
und einer Präzision der Maßverkörperung von +/- 3 µm/m eine Leistung, die bislang nur mit Glasmaßstäben erzielt wurde. Im Gegensatz dazu
ist aber in der Schutzklasse IP 67 keine Sperrluft mit Mikrofeinfilter und
entsprechender Verschlauchung nötig, was die System- und Betriebskosten senkt. Ein weiterer Vorteil: Mit
dem IMS-I lassen sich mehrere Führungswagen unabhängig voneinander auf der gleichen Schiene positionieren.
Weil Bosch Rexroth die IMS-I-Sensorik komplett in die Kugel- und Rollenschienenführungswagen nahezu aller Varianten integriert hat, verringert
sich neben dem Platzbedarf auch der
Aufwand für Montage, Inbetriebnahme und Service. Denn im Austauschbau von Rexroth passen alle Führungswagen der entsprechenden
Baugröße auch inklusive IMS-I auf
die Profilschienen der unterschiedlichen Genauigkeitsklassen.
Planetengewindetriebe:
schnelles Verfahren unter Last
Kürzere Nebenzeiten und höhere
Produktivität setzen bei den Bearbeitungsachsen vor allem eine hohe Dynamik der Verfahrbewegungen voraus. Gleichzeitig erfordert die Präzision aber die spielfreie Umsetzung
auch sehr kraftvoller Bewegungen,
insbesondere bei Maschinen mit hoher Leistungsdichte. Beide Anforderungen zugleich erfüllt Bosch Rexroth
mit seinem neuen Portfolio an Planetengewindetrieben ergänzend zum
umfassenden Programm der Kugelge-
windetriebe. Dynamische Tragzahlen
von bis zu 544 kN und ein im Vergleich zu Kugelgewindetrieben deutlich kompakterer Bauraum bei gleicher Leistung decken ein breites Einsatzspektrum
an
elektromechanischen Anwendungen für hohe Lasten ab. Zu den weiteren Vorteilen
zählen die höheren Werte bei der
axialen Steifigkeit, Wirkungsgrad
und Lebensdauer.
Bosch Rexroth AG
www.boschrexroth.de
DER AUTOR
Manfred Schäfer,
Sales Product Management
Factory Automation,
Bosch Rexroth AG
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 59
Auch die (Maschinen)Basis redet mit …
Wenn Gestellbauteile mitreden –
Industrie 4.0 embedded
Aus dem Maschinengestell können
bereits heute Informationen gewonnen und verwertet werden –
mit bekannten und erprobten Mitteln. Dieser Artikel zeigt auf, wie
Maschinengestelle und Gestellbauteile in die Kommunikation der
Maschine und kompletter Prozesse
sinnvoll eingebunden werden. Es
werden praktikable, bereits angewandte Lösungen gezeigt und
Ausblicke auf künftige Entwicklungen gegeben.
Maschinengestelle und Gestellbauteile erfüllen mittels der folgenden
Hauptfunktionen u. a. statische, dynamische und thermische Anforderungen:
Sicherung der geometrischen Lage
der Maschinenelemente (z. B. Führungen, Antriebe, Mess- und Prüfequipment, Spindeln usw.) und damit
die
Aufnahme von Lasten, Kräften und
Momenten sowie
die Integration von Funktionsbaugruppen wie Hydraulik-, Pneumatikund
Kühlschmierstoffaggregaten
und Steuerungen.
Weiterhin ist das Leiten oder Ableiten von Stoffen (Kühlschmierstoffe,
Späne) und Energie sowie das Unterstützen des Werkstückhandlings von
steigender Bedeutung.
In modernen Maschinen nehmen die
Anforderungen an das Maschinengestell stetig zu. Ziel der Maschinenhersteller ist es, komplette Systeme bis
hin zu Basismaschinen einzukaufen.
Damit steigen auch die Anforderungen an die gelieferten Genauigkeiten
des Maschinengestells und der Gestellbauteile, auch im Produktionsbetrieb der Maschine. Bekanntlich treten während des Betriebs einer Maschine die verschiedensten Belastungsarten auf, welche sich zeitlich
und örtlich ändern und damit sehr dynamisch sind.
Schon einige wenige, aber oftmals vorkommende Belastungsfälle haben einen dynamischen Einfluss auf die Genauigkeit der Maschine bzw. deren
Operationen und das finale Werkstück. Zu diesen Belastungsfällen
kommen, je nach Einsatz, weitere Fälle hinzu, die nachfolgend beschrieben
werden.
Integrierter Beschleunigungssensor (10 g horizontal und
vertikal) im Maschinengestell (oben)
Temperaturverteilung (FEM-Berechnung, Schnittdarstellung)
in einem Mineralgussbauteil bei externer Wärmelast
·
·
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·
DER AUTOR
Martin Neumann,
Geschäftsführer,
Rampf Machine Systems GmbH
& Co. KG
TemperierLeitungen
im Maschinengestell
(Portal)
Belastungsarten und ihre Auswirkungen
Belastungsart
Auswirkung
Temperatur
Thermische Lasten von inneren oder äußeren Wärmequellen,
zeitlich konstant oder sich ändernd, führen zu Verformungen
des Maschinengestells
Druck, Kraft
Aufnahme von statischen und/oder dynamischen Lasten –
auch Überlastung – der Maschine und deren Bauteile kann zu
Deformierungen führen
Schwingungen
Vibrationen, verursacht durch die Maschine selbst oder auch
externe Quellen,
können die Genauigkeit der Maschine beeinträchtigen
Feuchtigkeit
Feuchtigkeit durch Flüssigkeiten wie Wasser, Öle, Schmiermittel
usw. voninnen und außen auf das Maschinenbauteil können
sich wiederum negativ auf die Präzision der Maschine auswirken
Beschleunigung
Stöße oder Schläge während des Transports oder der Aufstellung der Maschine können sich zerstörend auf das Gestell bzw.
die Maschine auswirken
Übersicht: Einige Belastungsarten und deren mögliche Auswirkung auf das
Maschinengestell bzw. Gestellbauteil
Erfassen und Auswerten diverser
Belastungen
Bereits in der Entwicklungsphase,
mit den ersten Berechnungen zu einer neuen Maschine, lassen sich heute mit bekannten Mitteln Simulationen durchführen, um Belastungen
theoretisch darzustellen. Am bekanntesten sind FEM-Berechnungen (Finite Elemente Methode) für statische
und dynamische Belastungen.
So gut und realitätsnah diese Berechnungen auch sind, bleiben sie doch
Theorie. In der Praxis werden immer
öfter diverse Sensorik und Messmittel
zur Bestimmung der tatsächlichen
Belastungen und erreichten Genauigkeiten einer Maschine eingesetzt.
Die Sensorik ist in die Steuerung der
Maschine integriert, um die aktuelle
Situation zu erfassen und sogar auf
diese einwirken zu können.
Genutzt werden z. B. Messtaster, welche im Werkzeugmagazin gelagert
automatisch durch den Werkzeugwechsler eingesetzt werden und per
Funk die gemessene tatsächliche
Geometrie eines Bauteils an die Maschine übertragen. Ebenfalls wird
Sensorik im Maschinengestell oder in
Gestellbauteilen eingesetzt, um Belastungen frühzeitig erkennen zu
können. Solche Sensoren sind heute
absolut erschwinglich und werden
bereits in vielen uns bekannten Geräten außerhalb des Maschinenbaus
eingesetzt (z. B. Smartphone, Wetterstation zu Hause).
Speziell bei niedrigen Temperaturen
vergossene Werkstoffe, z. B. Mineralguss oder UHPC, lassen eine einfache
Integration solcher Sensorik und/
oder die nötigen Leitungen dafür zu.
Bei anderen Werkstoffen sind solche
Funktionen oft nur mit einem hohen
nachträglichen
Bearbeitungsaufwand oder gar nicht möglich. Damit
können schon beim Urformen des
Maschinengestelles oder des Gestell-
Was ist noch machbar?
zeugmaschinen, durch die dann Leckagen an den Maschinen entstanden
sind (ausgelaufenes Kühl- oder
Schmiermittel). Andere Fälle zeigen
feuchtigkeitsbedingte Genauigkeitsänderungen an Maschinen durch einfache Wasseraufnahme aus der Luft
(z. B. bei hoher Luftfeuchtigkeit). Beide Fälle könnten durch eine einfache
Integration von Feuchtigkeitssensoren
in das Maschinengestell oder dessen
Oberfläche angezeigt und sogar verhindert werden. Bei einer solchen Lösung würde die Steuerung der Maschine den Bediener z. B. über eine Fehlermeldung „Spänerohr abgenutzt“ oder
„Hohe Wasseraufnahme des Maschinengestells“ sofort informieren.
Bereits anderweitig im Einsatz sind
Dehnungsmessstreifen, mit denen
man Verformungen oder Überlastungen des Maschinengestells anzeigen
kann. Kraftmessdosen sind in der Lage, die Beladung von Maschinentischen anzuzeigen, wodurch eine
Überladung der Maschine und damit
eine Überlastung des Gestells angezeigt werden kann.
Hier könnten jetzt viele weitere Einflüsse aufgeführt werden, die letztlich
nur die Entwickler und Endnutzer von
Maschinen kennen.
Alle diese Informationen werden im
ersten Schritt von der Steuerung der
Maschine erfasst und ausgewertet. Je
nach Anwendung und natürlich dem
Nutzen, kann diese dem Maschinenbediener angezeigt oder gar in Netze,
Fabriknetzwerke, eingespeist werden.
Bekannt sind unter anderem Fälle von
durchgeschliffenen
bzw.
durchgescheuerten Spänerohren in Werk-
Rampf Machine Systems GmbH & Co.
KG
www.rampf-gruppe.de
bauteils Sensorik oder Vorbereitungen dafür eingebracht werden.
Stand der Technik
Bereits heute werden in Werkzeugmaschinen und deren Gestellen beispielsweise Temperierungen integriert, die ein Kühlen oder Aufheizen
ermöglichen. Dazu werden meist
Temperier-Leitungen
eingegossen,
durch die ein Medium dann Wärme
zu- oder abführt. Diese Temperierung
kann dann mehr oder weniger gesteuert erfolgen, je nach Belastung
und Auslegung. Das heißt, es gibt
sehr intelligente Temperierungen,
die, je nach örtlichem Auftreten von
thermischen Lasten, auch nur örtlich
und auch noch zeitlich begrenzt wirken, bis hin zu relativ einfachen statischen Lösungen. Solche Temperierungen sind dann permanent und
auch mit konstanter Temperatur betrieben und „glätten“ alle dynamischen Einflüsse (zeitlich und örtlich unterschiedlich) aus. Möglich ist
auch der Einsatz von elektrisch vernetzten Beschleunigungssensoren,
mit denen aufgenommene Beschleunigungen z. B. über den Transport
und die Aufstellung der Maschine
und einen längeren Zeitraum erfasst
und dokumentiert werden können.
Dies ist bei sehr hochwertigen Investitionsgütern auch wirtschaftlich
sinnvoll.
Promotion
Nr. 4 / April 2015
Seite 60
Drehdurchführung mit Werkzeugwechsler sorgt für zuverlässige Messdatenübertragung
Roboter-Peripherie für steigende Anforderungen
Roboter handhaben nicht nur
schwere Werkstücke, sondern führen oft gleichzeitig auch Messwerkzeuge und Kameras. Drehdurchführungen mit integriertem
Werkzeugwechsler von RSP sind
hierbei eine große Hilfe: Denn diese stellen die Versorgung mit elektrischen Signalen und Medien sicher, ohne dabei die Bewegungsfähigkeit des Roboters einzuschränken. Der integrierte Werkzeugwechsler mit dem patentierten TrueConnect erlaubt ein einfaches Wechseln des Messwerkzeugs.
Der neue TC120 mit
konfigurierbaren
Medienmodulen
und patentiertem
Verschlusssystem
„TrueConnect“
(links)
RSP erstellt ganze
Werkzeugsysteme,
von der Ventileinheit
über Werkzeugwechsler bis hin zum Greifer
(rechts)
„Immer mehr Systemintegratoren machen sich bei der Ausstattung von Robotern für Handlings- und Messaufgaben
den Vorteil einer Drehdurchführung mit
integriertem Werkzeugwechselsystem
von RSP zu nutzen. Gerade durch den
sehr flachen Aufbau, spart der Anwender
enorm viel Platz.“
Johann Aulila, Geschäftsführer, Robot System Products GmbH (RSP) und
Safety System Products GmbH & Co. KG (SSP)
Die Drehdurchführung mit
integriertem Werkzeugwechsler von RSP ist einzigartig und besticht durch eine
schmale Bauform
Roboter stellen sich heute gleichzeitig
mehreren und immer größeren Aufgaben in der Automation – bei gleichzeitig steigenden Lasten. Daher müssen auch die Roboterperipheriegeräte
wie Drehdurchführungen, Werkzeugwechsler, Schlauchpakete und Ventileinheiten diesen Anforderungen gerecht werden. Zum Beispiel führen
Roboter schwere Werkstücke dem
Bearbeitungsprozess der Werkzeugmaschine zu und handeln gleichzeitig präzise und empfindliche Messwerkzeuge und Kameras, welche
Megapixel in Gigabit-Geschwindigkeit in höchster Signalqualität übertragen.
RSP Robot System Products entwickelt und vertreibt bereits von Beginn an Produkte, welche sich diesen
Herausforderungen stellen. Die Drehdurchführung mit integriertem Werkzeugwechsler mit eingebauter True-
Connect-Technologie ist eine einzigartige Kombination, die eine hohe
Produktivität ermöglicht.
Sehr hohe Wiederholgenauigkeit
und Zuverlässigkeit
Beim von Robot System Products entwickelten und patentierten Verschlussverfahren
„TrueConnect“
wird der Werkzeugwechsler über ein
Kugelsystem angedockt. Mit den Kugeln wird die dazugehörige Werkzeugplatte in speziell eingearbeitete
Kavitäten automatisch zentriert. So
wird eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit und Zuverlässigkeit bei minimalen Verschleißerscheinungen realisiert. Die Drehdurchführungen sorgen für Zuführung von elektrischen
Signalen und Medien wie Luft, Vakuum und sogar Kühlwasser, ohne die
Bewegungsfähigkeit des Roboters
einzuschränken. Damit kann die
sechste Achse des Roboters frei von
Schläuchen, Kabeln und anderen
Hindernissen endlos drehen.
Offline-Programmierung wird
dank der Drehdurchführungen
vereinfacht
Das geringe Gewicht, eine hohe Korrosionsbeständigkeit und ein minimaler Wartungsaufwand ermöglichen zudem kurze Taktzeiten und erhöhen die Produktivität bei jeder Anwendung, die auch kräftige Roboterbewegungen einschließt. Die feststehenden Schlauchpakete vereinfachen
die Verlegung von zusätzlichen Kabeln. Ohne Drehdurchführung würde
die Bewegung der Achsen 4 bis 6 erheblich eingeschränkt und der Programmieraufwand erheblich erhöht:
Offline-Programmierungen sind ohne
Drehdurchführung, wenn überhaupt
möglich, sehr schwierig.
Spielfreies Andocken über die
gesamte Lebensdauer
Der integrierte Werkzeugwechsler
mit dem patentierten TrueConnect ermöglicht das Wechseln von Messwerkzeugen und garantiert ein Andocken weiterer Messwerkzeuge spielfrei über die gesamte Lebensdauer
der Applikation. Die Wiederholgenauigkeit des Andockverfahrens
liegt bei unter 0,01 mm. Die Drehdurchführung von RSP ist eine patentierte Neuentwicklung, basierend auf
einem bürstenlosen Übertragungssystem mit geeigneten Materialien
und intelligenter Schirmung und ermöglicht nicht nur die Übertragung
analoger Signale in höchster Qualität,
sondern übermittelt auch IP-Pro-
tokolle im CAT6e-Standard und unterstützt den Übertragungsmodus
von 10GBASE-T. Die Erfahrung zeigt,
dass immer mehr Systemintegratoren
ihre Roboter für Handlingsaufgaben
sowie Messaufgaben ausstatten und
sich den Vorteil einer DDF mit integriertem
Werkzeugwechselsystem
von RSP zu Nutze machen.
Robot System Products GmbH
www.rsp.eu.com
DER AUTOR
Johann Aulila,
Geschäftsführer,
Robot System Products GmbH
(RSP) und Safety System
Products GmbH & Co. KG (SSP)
Nr. 4 / April 2015
Promotion
Seite 61
Plattformstrategien bringen Automobilisten Kostenvorteile – gleichzeitig steigt der Druck, fehlerfrei zu fertigen
Qualität gewinnt an Bedeutung
Seit Jahren treiben die Automobilisten mit einer Gleichteilestrategie
die Standardisierung voran. Ziel ist
es, mit automatisierten Verfahren
die Stückkosten zu senken. Der
Werkzeugmaschinenhersteller Chiron bietet automatisierte 5-AchsLösungen, die hochproduktiv für
die zwingend benötigte Qualität
sorgen.
Die Standardisierungs-Strategie der
Automobilindustrie ermöglicht zum
einen sinkende Stückkosten, birgt
zum anderen aber hohe Risiken. So
sind zum Beispiel die immer häufiger
auftretenden umfangreichen Rückrufaktionen
hauptsächlich
auf
den Einsatz von Standardbauteilen in
ganzen Baureihen zurückzuführen.
Ein Negativbeispiel sind sicherlich
die defekten Zündschlösser bei General Motors. So wurden allein deswegen laut dpa über 2,6 Millionen Fahrzeuge in die Werkstätten beordert.
Dass dies kein Einzelfall ist, zeigt eine
Studie des Centers of Automotive Management (CAM). Hieraus geht hervor, dass 2014 so viele Autos wie nie
zuvor in den USA zurückgerufen
wurden. Demnach wurden allein auf
diesem Riesenmarkt im vergangenen
Jahr fast 63 Millionen Autos wegen sicherheitsrelevanter Probleme zurückgerufen.
Je besser die Gleichteilestrategie
greift, desto wichtiger wird es also,
dass die Produkte über die Lebensdauer fehlerfrei funktionieren. Deshalb werden sich Automobilhersteller
und Tier 1-Lieferanten mit ihrem
Qualitätsmanager noch besser in den
Produktentstehungsprozess einbinden. Diese Herausforderung, fehlerfrei zu wettbewerbsfähigen Stückkosten produzieren zu können, stellt sich
Chiron schon seit langem. Das Ziel
muss es sein, zuverlässige Fahrzeuge
auf der ganzen Welt zu produzieren
und dies in bester Qualität. Dazu
müssen die zahlreichen möglichen
Fehlerquellen automatisiert eliminiert werden.
Neben schlechten Rohteilen und fehlerhaften Materialien resultieren die
Mängel oft aus einem schlecht ausgelegten Fertigungsprozess. Sei es eine mangelhafte Aufspannung, zu
häufiges Umspannen oder gar falsche
oder verschlissene Werkzeuge. Ebenso können schlecht ausgebildete oder
unmotivierte Mitarbeiter der Grund
für fehlerhafte Teile sein.
Zweifach-, Dreifach-Greifer und
Flachluftdüsen installiert werden.
Im seitlichen Bereich befindet sich
ein Palettenmagazin für bis zu 12 Paletten. Damit kann die Maschine mit
Rohteilen bestückt und die Fertigteile entnommen werden, ohne dass
die Maschine stoppt. Mit dieser Automation war es schon möglich, dass
die Maschine 36 Stunden am Stück
automatisch gefertigt hat.
Um eine gleichbleibende Qualität zu
fertigen, sind verschiedene Sensoren
erforderlich, wie z. B. Werkstückauflagenkontrolle, Teileanwesenheitskontrolle, Werkzeugbruchkontrolle
über Leistungsaufnahme, TouchSysteme, Laser und Messtaster für
eine Inprozesskontrolle, Strategieprogramm und Werkzeugstandzeitmanagement.
Ein Chiron Fertigungzentrum mit 2
Spindeln, Fünf-Achs-Torque-Rundtisch, High-speed Spindeln und Automation mit Flexcell-UNO oder
Flexcell
Pro
ergibt
eine
Highend-Einheit mit geringstem
Platzbedarf, skalierbar und bei rich-
Neben Qualität bietet Chiron auch eine hohe Produktivität
Für Sicherheits- und
Funktionsteile
Seit 2012 begegnet Chiron mit dem
bewährten Ansatz Best-Konzeption
dieser Herausforderung. Dabei sorgen insbesondere die Fünf-Achs-Maschinen von Chiron durch die FünfSeiten-Bearbeitung in einer Aufspannung für eine sehr hohe Bauteilequalität. Bei Sicherheitsteilen wie
Achsträgern, Teilen der Lenkung
und Bremsteilen ist dieser Qualitätsvorsprung beinahe unerlässlich geworden. Aber auch Funktionsteile
für Turbolader, Motoren, Pumpen
oder für die Kühlung werden aus immer anspruchsvolleren Materialien
gefertigt. Zusätzlich werden immer
mehr Funktionen in die Bauteile integriert, so dass auch diese Werkstücke nur noch auf qualitativ hochwertigen Maschinen gefertigt werden
können. Neben Qualität bietet Chiron zum Beispiel mit seinen 2-fach
Spannvorrichtungen auf den Zweispindel-Zweiachs-Rundtischen auch
eine hohe Produktivität.
Qualität gepaart mit Effizienz
DER AUTOR
Karl Deufel,
Projektleitung Automotive,
Chiron-Werke GmbH & Co. KG
Grundsätzlich ist Chiron bei den
Themen Produktivität, Effizienz und
Kundenzufriedenheit gut aufgestellt.
Dies beweisen auch die zahlreichen
neuen Produkte und Dienstleistungen, wie die Zweispindelmaschine
DZ08, DZ12, DZ15, DZ18 S/ FX und
Bei der Automation gibt es
mit der Flexcell-UNO einen
weiteren Durchbruch. Mit
der Automation werden zusätzliche Funktionen wie Ultraschall-Waschen, Markieren, Prüfen und auch VisionSysteme in die Fertigungszentren gebracht
W Maschinen sowie die Vierspindelmaschine TZ 15 W.
Bei der Automation gibt es mit der
Flexcell-UNO einen weiteren Durchbruch. Mit der Automation werden
zusätzliche Funktionen wie Ultraschall-Waschen, Markieren, Prüfen
und auch Vision-Systeme in die Fertigungszentren gebracht. Die Flexcell-UNO ist eine katalogisierte
„add-on Einheit“, welche am Maschinenfuß, an der vorderen linken
Ecke angeschraubt wird. Der zusätz-
liche Platzbedarf ist so gering, dass
die Maschine nach vorne nur
600 mm mehr Stellfläche benötigt.
Die Maschine mit der Flexcell-UNO
ist eine Transporteinheit, und die Installation der Maschine benötigt keinen zusätzlichen Aufwand. Die Einhausung der Automation erfüllt alle
roboterrelevanten
Sicherheitsvorschriften. Durch die schwenkbare
Fronttüre ist ein freier Zugang zum
Arbeitsraum möglich. An der 5. Achse des Roboters können Einfach-,
Auch Sicherheits- und Funktionsteile
werden mit den Lösungen aus Tuttlingen effektiv bearbeitet
tiger Anwendung zum besten Stückpreis, bei gleichbleibender Qualität.
Die hochproduktiven Lösungen sichern durch verringerte Stückkosten
die Arbeitsplätze und bieten zudem
die geforderte Qualität.
Für den Werkzeugmaschinenhersteller aus Tuttlingen ist neben den technischen Entwicklungen im eigenen
Haus auch eine verstärkte Außenorientierung wichtig. Neben einem aktuellen Blick auf die technischen Innovationen soll insbesondere der Fokus auf den Wünschen der Kunden
liegen. Denn nur wer die Kundenbedürfnisse kennt, kann auch innovative und begeisternde Lösungen anbieten.
Chiron-Werke GmbH & Co. KG
www.chiron.de
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Nr. 4 / April 2015
Seite 62
Zeiteinsparungen von 70 Prozent
Hocheffizientes Zerspanungsmodul
mit Turbo-Modus
Den größten Produktivitätssprung
der letzten Jahre verdankt die Zerspanungstechnik sicherlich der
iMachining-Technologie von SolidCAM. Das revolutionäre Softwaremodul berechnet spezielle Werkzeugbahnen, durch die sich im
Vergleich zur konventionellen Bearbeitung Zeiteinsparungen von
70 Prozent und mehr ergeben.
Gleichzeitig erhöhen sich – und
das ist für die meisten CNC-Fertiger anfänglich kaum nachvollziehbar – die Standzeiten der eingesetzten Werkzeuge um ein Vielfaches.
Man muss iMachining einfach mit eigenen Augen sehen, um zu begreifen,
wie drastisch sich diese Fräsbearbeitung von konventionellen oder einfachen trochoidalen Werkzeugbahnen
unterscheidet. Überraschend ist darüber hinaus, dass die Erzeugung der super-effizienten Werkzeugwege nach
nur wenigen Klicks erledigt ist. Nach
der Auswahl von Bearbeitungsgeometrie, Werkzeug und Material erhält der
CAM-Programmierer mit Unterstützung des patentierten iMachining
Technology-Wizards sofort lauffähige
und prozesssichere CNC-Programme.
Neben den bereits genannten Vorteilen führen die stets weichen iMachining-Werkzeugbahnen und die absolut gleichmäßige Belastung von Werkzeug und Spindel zu einem deutlich
geringeren Maschinenverschleiß und
zu mehr Produktivität bei älteren
CNC-Maschinen.
Geht es bei der CNC-Bearbeitung um
hohe Zerspanvolumina, schwer zerspanbare oder harte Materialien wie
Edelstahl, Titan sowie zähe und harte
Werkzeugstähle, so sparen nicht nur
Firmen aus den Branchen Medizin-
Es dauert etwas mehr als 5 Minuten,
bis dieses Skibrillenmodell
(155x100x40mm) aus 16MnCr5 mit
iMachining fertig bearbeitet ist
Beim Drehfräsen wie auch beim Einstechdrehen bringt
iMachining massive Zeiteinsparungen (oben)
muss sich nicht länger auf sein Bauchgefühl verlassen. Die zu Grunde liegende, umfassende Technologie- und
Materialdatenbank kann dabei vom
Anwender selbst bearbeitet und um
neue Materialien und Werkzeuge ergänzt werden.
Das Risiko für den CNC-Programmierer, wegen ungenügender Schnittdaten für Fehler oder Werkzeugbruch
zur Verantwortung gezogen zu werden, sinkt mit iMachining und dem
patentierten Technology-Wizard auf
ein Minimum. Diese Erhöhung der Sicherheit und das hohe Vertrauen in die
Technologie führen bei den Mitarbeitern zu einer deutlich gesteigerten Motivation und zu neuer Begeisterung für
die Möglichkeiten der modernen Zerspanungstechnik. Die extrem einfache
und schnelle CNC-Programmierung
von iMachining-Jobs und allen anderen CNC-Bearbeitungen in SolidCAM
Analyse bestehender Fertigungsprozesse
vor Ort – kostenfrei
technik, Aerospace oder dem Werkzeug- und Formenbau, sondern jeder
einzelne spanende Fertigungsbetrieb
mit iMachining massiv Zeit und Geld
durch deutlich gesteigerte Produktivität bei der Bearbeitung und bei der
CNC-Programmierung.
Daten ersetzen das Bauchgefühl
Neben technischer und betriebswirtschaftlicher Vorteile muss besonders
der „menschliche Faktor“ im Zusammenhang mit iMachining erwähnt
werden. Der CAM-Programmierer arbeitet stets mit wissenschaftlich fundierten Berechnungsparametern und
bringt die Produktivität der CAM-Programmierer auf ein völlig neues Level.
Alles in allem gewährleisten die stets
optimalen Schnittwerte, die vom patentierten Technology-Wizard unter
Berücksichtigung von Werkzeug,
3D-Geometrie, Material und Maschinendaten errechnet werden, eine bisher nicht gekannte Prozesssicherheit
bei der CNC-Bearbeitung und bewährt
sich bestens beim Einsatz von großen
bis hinunter zu 0,1 mm kleinen Werkzeugdurchmessern.
Das iMachining-Modul für die 2D- und
3D-Bearbeitung ist Teil der SolidCAMKomplettlösung für die CNC-Fer-
Realistische
SolidCAM-Maschin
ensimulation, hier
im SolidCAM Drehfräsen-Modul
(oben)
Dank des patentierten iMachining Technology-Wizards
können hocheffiziente CNC-Bearbeitungen mit nur
wenigen Klicks programmiert werden
tigung. SolidCAM integriert sich dabei
nahtlos in die CAD-Systeme SOLIDWORKS und Autodesk Inventor. Der
Leistungsumfang deckt mit den Modulen 2D-Fräsen, 3D-Fräsen, HighSpeed-Machining, Mehrseitenbearbeitung, 5-Achs-Simultanfräsen, Impellerbearbeitung, Drehen, Drehfräsen,
Drahterodieren sowie einem Solid Probe Modul zum Tasten und Messen
sämtliche Aufgaben in der CNC-Fertigung ab. Mit den individuell angepassten Postprozessoren können
CNC-Programme für alle gängigen
Maschinensteuerungen direkt aus der
Software heraus berechnet, zuverlässig simuliert und ohne manuelles Editieren direkt für die jeweilige CNC-Maschine erzeugt werden.
Ein weiterer Beleg für den revolutionären Technologiesprung in der Zerspanungstechnik, den SolidCAM mit iMachining ausgelöst hat, ist die rasante
Weiterentwicklung im Bereich VHMFräswerkzeuge. In Zusammenarbeit
mit SolidCAM haben bereits alle nam-
haften Werkzeughersteller für iMachining optimierte Werkzeuge auf den
Markt gebracht oder entwickeln aktuell in diese Richtung.
Beeindruckendes Wachstum
Die SolidCAM GmbH mit Hauptsitz in
Schramberg wächst seit ihrer Gründung im Jahr 1994 stetig. Die Integrationsstrategie in die CAD-Systeme SOLIDWORKS und Autodesk Inventor
sowie die sehr erfolgreiche iMachining-Technologie beflügeln dieses
Wachstum nachhaltig. In den bundesweit sechs Geschäftsstellen in Schramberg, Worms, Rosenheim, Hörstel,
Suhl-Friedberg und Amberg arbeiten
derzeit über sechzig Vertriebsmitarbeiter und CAD/CAM-Anwendungstechniker. Jeder einzelne SolidCAM Support-Mitarbeiter und Anwendungstechniker hat jahrelange, fundierte Erfahrung in der CNC-Zerspanungstechnik und kann so optimal,
angemessen und kreativ auf die Fra-
gen der Anwender reagieren. Über die
Telefon-Hotline, hunderte von SolidCAM Professor Tutorials auf Youtube
und ein modernes eSupport-Ticketsystem hinaus bietet die regionale Nähe
ideale Voraussetzungen für einen reaktionsschnellen Vor-Ort-Service und
kurze Anfahrtswege zu Schulungen
und Weiterbildungen. Um die SolidCAM Module und die iMachiningTechnologie praxisnah zu testen, zu
schulen und zu präsentieren, verfügt
die SolidCAM GmbH an den Standorten Schramberg und ab Mitte 2015
auch in Rosenheim und Suhl-Friedberg über eigene Technologiezentren
mit neuester CNC-, Werkzeug- und
Fertigungstechnologie.
In regelmäßigen Abständen finden
dort für interessierte Besucher iMachininig-Events mit Live-Zerspanung und
kostenlose Webinare statt.
SolidCAM GmbH
www.solidcam.de
DER AUTOR
Leif Knittel,
Dipl. Betriebswirt (FH),
SolidCAM GmbH
Persönliche Einladung zum
Expertenforum Mannlose Fertigung
am 16. Juni 2015
von 09:00 bis 17:00 Uhr
Liebherr-Verzahntechnik,
Kempten
Teilnehmer:
Wir freuen uns auf
Ihre Teilnahme.
Programm und Anmeldung demnächst unter
www.automationspraxis.de
oder per Mail:
[email protected]
l
SAVE THE DATE
Forum
Mannlose
Fertigung
16. Juni 2015
Meistermacher.
Made in Germany.
Jens Lehmann, deutsche Torwartlegende,
seit 2012 SCHUNK-Markenbotschafter
für präzises Greifen und sicheres Halten.
www.de.schunk.com/Lehmann
Rainer Scholl,
Meister Bereich
Greifsystemkomponenten
Deutscher Meister
mit Borussia Dortmund 2002
Englischer Meister
mit Arsenal London 2004
www.de.schunk.com/greifsysteme
SCHUNK Greifsysteme
Über 4.000 Standardkomponenten
für die Automatisierung
Lösungen aus
Standardkomponenten
für mehr als
aller Anwendungen
verfügbar
SCHUNK Greifsystem-Komponenten.
Das größte standardisierte Greifsystem-Produktportfolio
weltweit für alle Branchen. Für eine höhere Produktivität
bei Ihren automatisierten Produktionsprozessen.
Drehmodule
Linearmodule
Roboterzubehör
Pick & Place-Einheiten
Greifhände
13. - 17.04.2015 | Hannover | Halle 17 | Stand D26
Jens Lehmann live am 13.04.2015
Fotoshooting, Meet and Greet, „Technik-Torwart-Talk“
Leichtbauarme
© 2015 SCHUNK GmbH & Co. KG
SCHUNK Greifer
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