Die zunehmende Automatisierung verändert nach wie vor zahlreiche Branchen und steigert deren Produktivität, indem sie Produktionsraten und die Qualität verbessert. Viele Unternehmen schätzen jedoch menschliche Fähigkeiten, wie Geschicklichkeit und Sehkraft, für Aufgaben wie z.B. die Inspektion, vor allem, wenn Gegenstände schwierig zu handhaben sind – z.B. Kunststoffformteile oder Textilien – und Fehler leicht zu sehen oder zu fühlen sind. Das kann Unternehmen vor ein großes Dilemma stellen. Eine vollständige Automatisierung ist möglicherweise technisch machbar, wenn auch übermäßig teuer. Wenn das Produktionsvolumen oder der Stückpreis der produzierten Artikel niedrig ist, kann die prognostizierte Investitionsrendite für die Automatisierung inakzeptabel gering sein.
Kleine Scara-Roboter, die für leichte Kommissionier- und Verpackungsaufgaben ausgelegt sind, sind zu erschwinglichen Preisen verfügbar. Sie können kosteneffizient zusätzlich zu menschlichen Inspektoren eingesetzt werden, um Produktivität und Qualität zu steigern. Mit ein wenig Fantasie kann hierfür die Abfolge der Prozessschritte angepasst werden.
Steigerung von Durchsatz und Qualität
Kürzlich half Yamaha einem Kunden, der Spritzgussteile für industrielle Anwendungen herstellt, ein Problem bei der Qualitätskontrolle zu überwinden, das die Produktivität behindert hatte. Als Lösung wurde ein Scara-Roboter der Serie YK-XE mit dem Bildverarbeitungssystem RCXiVY2+ und einem elektrischen Greifer der Serie YRG eingesetzt, der die Mitarbeiter bei der Prüfung der Formteile unterstützt. Mit Hilfe des Roboters waren die Inspektoren in der Lage, Gussfehler zu erkennen und deren Ursachen präzise zu ermitteln, sodass sie schnell behoben werden konnten. Zusätzlich zur Qualitätsverbesserung trug die Einbeziehung des Roboters in den Prozess auch zur Steigerung der Produktionsleistung bei.
Das Problem der Qualitätskontrolle ergab sich aus der Tatsache, dass ein einziger Mitarbeiter für die Inspektion und Verpackung der Artikel verantwortlich war, die von einer Spritzgussmaschine mit mehreren Formnestern produziert wurden. Ein Entnahmeroboter übernimmt am Ende eines jeden Spritzgießzyklus alle Teile aus der Maschine und legt sie auf ein Transportband. Das Transportband lässt alle Formteile in einen Behälter fallen, aus dem der Bediener eines nach dem anderen entnimmt, prüft und palettiert.
In dieser Situation ist es für den Prüfer unmöglich, wiederkehrende Fehler auf die verursachende Kavität in der Spritzgießmaschine zurückzuverfolgen. Das führte dazu, dass eine große Anzahl fehlerhafter Einheiten produziert wurde, bevor die Ursache ermittelt war, was zu einer Verschwendung von Ressourcen führte und außerdem die Möglichkeit erhöhte, dass fehlerhafte Einheiten das Werk verlassen.
Um die Qualitätskontrolle zu verbessern, musste die jeweilige Kavität, aus der ein fehlerhaftes Teil stammt, identifiziert werden. Das übersteigt aber die Möglichkeiten eines einzelnen Mitarbeiters, der unter dem Druck steht, die Artikel mit einer Geschwindigkeit zu entnehmen und zu verpacken, die mit der Produktionsleistung kompatibel ist. Ein anderer Ansatz kann darin bestehen, jedes Formteil zu prüfen, wenn es aus seiner Kavität ausgeworfen wird, bevor es zusammen mit den anderen Teilen auf das Transportband gelegt wird. Das würde aber wahrscheinlich mehrere Prüfer erfordern, was die Gesamtkosten der Herstellung erhöhen würde.
Scara-Roboter als Lösung
Yamahas YK-XE-Scara-Roboter bot eine Lösung, die es ermöglichte, Artikel mit hoher Geschwindigkeit zu palettieren und direkt vom Transportband zu entnehmen. So konnten sie in der gleichen Reihenfolge bleiben, in der sie aus ihren Kavitäten kamen. So wurde jeder geprüfte und für fehlerhaft befundene Artikel direkt der verursachenden Kavität zugeordnet, was eine schnelle Behebung der Ursache ermöglichte. Das integrierte Bildverarbeitungssystem RCXiVY2+ kann dabei gleichzeitig die Position und Ausrichtung von bis zu 100 Teilen auf dem Transportband verfolgen, damit der Roboter jedes Formteil schnell und präzise aufnimmt und palettiert.
Die Serie YK-XE umfasst Roboter für Traglasten bis 10kg und bietet Armlängen zwischen 400 und 710mm an. Die Roboter bieten wertvolle Features, wie eine großzügige Verkabelung und pneumatische Schläuche zur Steuerung der Endeffektoren. Diese können durch Achsen und Verschlusskappen hindurchgeführt werden, was den Komfort erhöht und vor Bruch und Unterbrechung der Verbindungen schützt. Die Beschleunigung des Roboterarms wird automatisch an das Gewicht der Nutzlast angepasst, um eine hohe Geschwindigkeit zu gewährleisten und Vibrationen zu vermeiden, was große Genauigkeit ermöglicht. Zu den weiteren Serien von Yamahas Scara-Famile zählt die omnidirektionale Serie YK-TW, die große Palettenformate ermöglicht.
Einsatz eines Bildverarbeitungssystems
In einem anderen Fall ging es um ein Unternehmen, das große Stückzahlen elektronischer Anzeigen herstellte, die in der Kfz-Instrumentierung verwendet werden. Das Anzeigegerät besteht aus einer bestückten Leiterplatte, einem Zeigermechanismus, einem siebgedruckten Zifferblatt und elektrischen Steckverbindern. Das Team wollte die Produktionsleistung durch den Einsatz von Scara-Robotern steigern, um die montierten Einheiten, die von der Produktionslinie kommen, schnell zu entnehmen und zu palettieren. Die Paletten werden dann zur nächsten Verarbeitungsstufe transportiert.