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Industrielle Automation 4/2016

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Industrielle Automation 4/2016

MESSE MOTEK

MESSE MOTEK 2016 I TITEL Roboter und Mensch arbeiten im Team ohne oder nur mit minimalen Schutzvorrichtungen direkt neben den menschlichen Kollegen tätig werden. Durch das patentierte Sicherheitssystem von UR-Robotern stoppt der Roboterarm sofort, wenn er auf ein Hindernis stößt. Dabei übt er keine größere Kraft als den in den regulierbaren Sicherheitseinstellungen gewählten Grenzwert aus. Diese Größe lässt sich beim UR5 auf eine Krafteinwirkung zwischen 100 und 250 N ein stellen. Monotone Aufgaben automatisieren Leichtbauroboter etikettieren Spritzgussprodukte – zuverlässig und wirtschaftlich Helmut Schmid Kunststoffprodukte wie Gartenkübel oder Eiscremebehälter unterliegen hohen Qualitätsanforderungen. Um derartige Spritzgussartikel exakt etikettieren zu können, setzt ein Mittelständler kollaborierende Roboterarme ein. Sie arbeiten mit menschlichen Kollegen Hand in Hand, erhöhen die Produktivität und bringen Flexibilität in den Prozess. Seit über 40 Jahren fertigt Prysm Produkte für Abnehmer in ganz Australien. Bei dem Unternehmen mit Sitz in Dandenong, Victoria, stehen dabei tagtäglich monotone und ergonomisch ungünstige Aufgaben an, die die Mitarbeiter belasten. Helmut Schmid ist General Manager Western Europe bei Universal Robots, München „Auf vielen unserer Produkte müssen Aufkleber angebracht werden“, erklärt der Produktionsleiter bei dem Unternehmen Prysm, Matthew Murphy. „Früher standen erfahrene Mitarbeiter stundenlang auf der Stelle und haben alle sechs bis sieben Sekunden einen Aufkleber auf Produkte anbringen müssen. Durch eine Automatisierung dieser monotonen Tätigkeit wollten wir unseren Mitarbeitern die Möglichkeit eröffnen, sich mit abwechslungsreicheren und anspruchsvolleren Tätigkeiten zu widmen. Zudem konnten wir dadurch auch wirtschaftlicher etikettieren.“ Sicherheit der Mitarbeiter im Fokus Bei der Entscheidung für eine automatische Lösung hat die Sicherheit der Mitarbeiter eine bedeutende Rolle gespielt. Der Produktionsleitung war es von Anfang an sehr wichtig, dass der Roboter auch unter den beengten Platzverhältnissen der Produktionslinie gefahrlos in der Nähe der Mitarbeiter arbeiten kann. Im Gegensatz zu vielen traditionellen Industrierobotern können die kleinen, leichtgewichtigen Roboterarme von Universal Robots nach erfolgreich abgeschlossener Risikoanalyse Prysm erledigt mit dem UR5 inzwischen seine gesamten Etikettierarbeiten. Der kollaborierende Leichtbauroboter nimmt am Ende der Fertigungslinie einen Behälter auf und platziert ihn vor eine Etikettiermaschine. Abhängig von der Behälterform bewegt der Roboterarm den Gegenstand dann durch die Maschine oder um die Maschine herum. Die Mitarbeiter, die früher mit den Etikettieraufgaben betraut waren, bedienen nun einige andere Stationen und können sich mit anspruchsvolleren Aufgaben in der Produktion beschäftigen. „Mit dem UR5 werden die Etiketten kontinuierlich faltenfrei und wesentlich exakter als in der Vergangenheit aufgebracht“, sagt Murphy. „Zudem kann der Roboter mehrere Tage ohne Unterbrechung arbeiten und lässt sich flexibel an unterschiedliche Aufgaben anpassen. Weiterer Vorteil waren die relativ niedrigen Anschaffungskosten. Jeden Tag, den der UR5 bei Prysm im Einsatz ist, sparen wir allein 550 Dollar an Etikettierkosten ein.“ So hat sich der Leichtbauroboter bereits vor Ablauf eines Jahres amortisiert. Etikettieren, heben und stapeln Als eine der besten Eigenschaften des UR5 erwähnt Murphy die Möglichkeit, den Roboter problemlos umzupositionieren. „Normalerweise befindet sich der Roboter am Ende der Produktionslinie und hat dabei kein Problem sich auf engstem Raum zu bewegen“, sagt Murphy. „Unsere Mitarbeiter bringen den UR5 alle zwei bis drei Wochen Video zum Beitrag Das Familienunternehmen Prysm Industries mit Sitz in Australien hat sich auf Spritzguss sowie Verpackungsprozesse spezialisiert. Die Herstellung qualitativ hochwertiger Produkte mit gleichzeitig niedrigen Kosten in Einklang zu bringen, kann dabei eine Herausforderung sein. Realisiert wurde dies mit den kollaborierenden Robotern von Universal Robots. http://bit.ly/1RISErT 48 INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2016

TITEL I MESSE MOTEK 2016 02 Eine intuitive Teach-Funktion ermöglicht es dem Bediener, dem Roboterarm einfach die gewünschte Bewegung beizubringen 01 Der Leichtbauroboterarm erledigt die gesamte Etikettierung der Kunststoffbehälter exakt und faltenfrei in eine neue Position, sodass wir sein Einsatz den jeweiligen Produktionsanforderungen anpassen können. Diese Möglichkeit haben wir mit unseren anderen Robotern an unserer Produktionslinie nicht, da der Aufwand zu groß wäre.“ Wird der UR5 nicht gerade zum Etikettieren gebraucht, bewegt und stapelt er Produkte. Die Handhabung aller Leichtbauroboter von Universal Robots ist so einfach gestaltet, dass selbst Personal ohne spezielle Programmiererfahrung innerhalb weniger Minuten neue Anwendungen einstellen kann. Die bedienerfreundliche Benutzeroberfläche arbeitet mit einer nicht-technischen Sprache und bietet zwei Möglichkeiten der Eingabe. Eine intuitive Teach- Funktion ermöglicht es dem Bediener dem Roboterarm einfach die gewünschte Bewegung beizubringen, indem er ihn mit der Hand von einem Wegpunkt zum nächsten führt. Alternativ ist die Eingabe per Pfeiltasten auf dem Touchscreen möglich. Per Drag-and-Drop-Funktion wählt der Mitarbeiter dann die entsprechenden Programmroutinen am Steuerungsmodul aus. „Unsere Mitarbeiter sind stolz darauf, dass sie den Roboter bereits selbst umprogrammieren können“, so Murphy. Weitere Leichtbauroboter im Plan Während der Suche nach einer Automatisierungslösung wurde Prysm von Sensorplex, einem Vertriebspartner von Universal Robots in Australien, auf die Technologielösungen des dänischen Leichtbauroboterherstellers aufmerksam gemacht. „Wir haben Prysm dabei unterstützt, den UR5 als die optimale Lösung für ihre Produktionsanforderungen und die benötigte Nutzlast zu identifizieren“, erläutert der Director Operations and Technology bei Sensorplex, Herbert Ho . Insbesondere wegen der Flexibilität des Roboterarms und seiner Fähigkeit, unter beengten Verhältnissen sicher zu arbeiten, möchte Murphy den Roboterarm nicht mehr missen. „Die flexible Arbeit mit dem Roboter hat sich als Alleinstellungsmerkmal gegenüber anderen Unternehmen im Bereich Spritzguss erwiesen. Das zeigt, dass wir den anderen e in Stück voraus sind.“ Darum möchte Prysm auch schon bald einen zweiten UR5 für kleinere Montagearbeiten in Betrieb nehmen. www.universal-robots.com/de MRK ist nicht gleich MRK 03 Wenn der Roboter nicht zum Etikettieren gebraucht wird, bewegt und stapelt er Produkte Vier Arten der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) defiiniert die EN ISO 10218 folgendermaßen: Grundvoraussetzung der MRK ist, dass Mensch und Roboter innerhalb eines Arbeitsbereichs gemeinsam agieren. Als Gradmesser zur Unterscheidung der folgenden Schutzprinzipien dienen zugrundeliegende Sicherheitskonzepte: 1. Sicherheitsgerichteter überwachter Halt: Der Roboter stoppt, wenn ein Mensch den Kollaborationsraum betritt. Der Stillstand hält solange an, wie sich der Mitarbeiter in dem gemeinsamen Arbeitsraum aufhält. 2. Handführung: Mittels Sensoren werden die Bewegungen und Kräfte, die der Mensch auf den Roboter ausübt, in eine Roboterbewegung umgewandelt. Also steuert der Mensch den Roboter komplett, meist unterstützt durch eine Zustimmungseinrichtung wie einen Dreipunktschalter. 3. Geschwindigkeits- und Abstandsüberwachung: Der Abstand von Mensch und Roboter wird konstant überwacht. Wird die vorgeschriebene Distanz unterschritten, so wird die Geschwindigkeit des Roboters bis auf einen Sicherheitshalt reduziert. 4. Leistungs- und Kraftbegrenzung: Das Gefährdungspotenzial des Roboters wird durch die Beschränkung dynamischer Parameter verringert. Als Folge werden die Kontaktkräfte zwischen Mitarbeiter und Roboter auf ein ungefährliches Maß begrenzt. INDUSTRIELLE AUTOMATION 4/2016 49