HMI & Panel-PC
08.10.2012

Gemeinsam zu perfekten Autotürgriffen

Beitrag aus openautomation 5/2012 Entscheidet sich ein Autokäufer für ein Automobil eines Premiumherstellers, muss auch die Haptik stimmen...

Beitrag aus openautomation 5/2012

 

Entscheidet sich ein Autokäufer für ein Automobil eines Premiumherstellers, muss auch die Haptik stimmen. Das trifft vor allem auf die Komponenten zu, die regelmäßiger Berührung ausgesetzt sind, wie Türinnengriffe. Paarweise in einer Spritzgussmaschine hergestellt, hinterlässt die anschließende Form­trennung der Kunststoffgriffe an den Trennkanten allerdings einen Grat. ­Dieser Grat wird über einen vollautomatischen Prozess beseitigt, bei dem zwei parallel laufende Plasmabrenner durch modernste Robotertechnik hochpräzise gesteuert werden.

In der Anlage zur Plasma-Entgratung von MW-TEC stecken neben den zwei Robotern RV 6 SD und RH 12 SDH auch eine SPS Melsec FX3G und ein Bedienpanel der GOT1000-Serie von Mitsubishi Electric

In der Anlage zur Plasma-Entgratung von MW-TEC stecken neben den zwei Robotern RV 6 SD und RH 12 SDH auch eine SPS Melsec FX3G und ein Bedienpanel der GOT1000-Serie von Mitsubishi Electric

Der Grat, der bei der Formtrennung der Türinnengriffe entsteht, ist in erster Linie für den Insassen unangenehm und sollte also schon alleine im Sinne einer optimalen Haptik geglättet werden. Auch für das Galvanisieren und die anschließende Farbbehandlung ist eine glatt verarbeitete, gratlose Oberfläche notwendig. Sondermaschinenbauer MW-TEC aus dem niederbergischen Velbert verfügt über die Gesamtkompetenz in Entwicklung, Kon­struktion und Bau vollautomatischer, kundespezifischer Anlagen, die eine abschließende Oberflächenbehandlung durch Plasma-Entgratung zuverlässig ausführt.

 

Die Programmierung der Anlage übernahm in diesem wie auch in vielen anderen gemeinsamen Projekten die ­Firma Gisa Automation, die wie MW-TEC ebenfalls Mitsubishi Electric Automation Partner ist. Das „Automation-Netzwerk“ rundet Mitsubishi Electric Vertragspartner Sonepar Deutschland Region West ab. Der Elektrogroßhändler ist für die rechtzeitige Verfügbarkeit fast aller Geräte und dem nötigen Zubehör für eine solche Anlage zuständig. Bereits seit über zehn Jahren setzt MW-TEC auf Komponenten von Mitsubishi Electric, insbesondere im Steuerungsbereich und in der Robotik.

 

Automatisierung von null auf hundert – Schritt für Schritt

„Zunächst wurden die Grate manuell mithilfe von Schleifmaschinen wegpoliert“, beschreibt Uwe Weyers, Geschäftsführer von MW-TEC, den Verlauf des Projekts. „Doch erwies sich dieses Verfahren als wenig effizient und extrem zeitaufwändig. Hohe Ausschussraten und Personalbindung waren Kostentreiber, die es schnellstmöglich zu beheben galt. Nach eingehender Alternativensuche stellte sich heraus, dass die Plasma-Entgratung die besten Ergebnisse lieferte. Das technisch anspruchsvolle Verfahren sollte automatisiert werden. An dieser Stelle wendete sich der Automobilzulieferer an uns. Gemeinsam entwickelten wir eine individuelle, anforderungsgenaue Automatisierungslösung.“

Die SPS Melsec FX3G 60M ist für die komplette Maschinensteuerung zuständig

Die SPS Melsec FX3G 60M ist für die komplette Maschinensteuerung zuständig

Der Entwicklungsprozess begann im Frühjahr 2011. Zunächst wurden kleinere Versuche gefahren, um die geeignete Robotertechnik zu bestimmen. Diese Tests unterstützte Mitsubishi Electric mit einem 6-Achs-Knickarmroboter. So ließ sich zunächst feststellen, ob das Team um U. Weyers auf dem richtigen Weg und das Vorhaben überhaupt prozesssicher technisch lösbar war. Nach positiven Testläufen sollte die Anlage dann von MW-TEC entwickelt, konstruiert und gebaut und von Gisa programmiert werden. Um die Produktion in dieser Zeit zu sichern, stellten die Partner eine temporäre Ersatzanlage auf. Dabei war flexibles Projektmanagement verlangt. Mithilfe von Mitsubishi Electric konnte die Produktion schließlich überbrückt werden.

 

Im Laufe der Entwicklung kam zu dem einzelnen Plasmabrenner eine parallel laufende zweite Düse hinzu, um die Anlage dem Produktionstempo der vorgelagerten Spritzgussmaschine anzupassen. Im letzten Zug wurde neben dem für die Plasma-Entgratung zuständigen 6-Achs-Roboter RV 6 SD ein zusätzlicher Scara-Roboter RH 12 SDH integriert, der ein manuelles Nachladen der Trägervorrichtungen überflüssig macht.

 

Im Einsatz beim Kunden steht die vollautomatische Anlage integriert zwischen der Spritzgussmaschine und dem Förderband, das die Behälter (Trays), in denen sich die Griffe befinden, mit minimalem Logistikaufwand zur manuellen Abpalettierung bringt.

 

Die Intelligenz der Anlage

In der Anlage zur Plasma-Entgratung stecken neben den zwei Robotern RV 6 SD und RH 12 SDH außerdem auch eine SPS Melsec FX3G und ein Bedienpanel der GOT1000-Serie von Mitsubishi Electric.

 

Der über Kopf montierte 6-Achs-Knickarmroboter der Melfa RV-Serie ist zuständig für die reine Oberflächenbearbeitung durch Führung der Plasmabrenner. Er eignet sich für komplexe Arbeitszellen mit eingeschränktem Bewegungsbereich und verfügt über einen Reichweitenradius von 696 mm bei einer maximalen Traglast von 6 kg und einer Wiederholgenauigkeit von ± 0,02 mm.

 

Der Scara-Roboter RH 12 SDH entnimmt die Türinnengriffe mithilfe eines Vakuumsaugers aus dem Tray legt und sie in eine Haltevorrichtung auf einem Drehteller. Durch Vakuumdüsen werden die Türgriffe in der Halterung auf dem Drehteller fixiert und der Teller dreht sich um 180° zum Plasmabrenner. Nach dem Brennvorgang dreht sich der Teller weiter zum Scara-Roboter, der die glatten Griffe wieder aus der Vorrichtung entnimmt und sie zurück in die Verpackung gibt, um dort die nächsten zwei Griffe herauszunehmen. Die maximale Traglast des RH 12 SDH beträgt zwölf Kilogramm. Bei einem Reichweitenradius von 850 mm liegt seine Wiederholgenauigkeit bei ± 0,025 mm. Die Roboter der RH-Serie sind mit präzisen AC-Servomotoren und spielfreien Harmonic-Drive-Getrieben ausgestattet, was hohe Geschwindigkeiten bei optimaler Beschleunigung und Abbremsung ermöglicht.

Das HMI der GOT1000-Serie lässt eine einfache Bedienung per Touch Panel zu

Das HMI der GOT1000-Serie lässt eine einfache Bedienung per Touch Panel zu

Das HMI der GOT1000-Serie lässt ­eine einfache Bedienung per Touch-Panel zu, über das die grundlegenden Befehle wie Start, Pause oder Stopp unkompliziert per Tastendruck gegeben werden können. Die Vielzahl der hinterlegten Sprachen macht den Einsatz der Anlage ­flexibel.

Die SPS Melsec FX3G 60M ist für die komplette Maschinensteuerung zuständig – von der Ansteuerungen der beiden Roboter, über den Drehtisch, sämtliche Zylinder und die Plasmabrenner bis hin zum GOT-Anzeigegerät und die Förderbänder kontrolliert es alle elektrischen und pneumatischen Bewegungen. Über einen Lichttaster erkennt sie automatisch, ob das vorliegende Tray mit rechts- oder linksseitigen Türgriffen bestückt ist und gibt die Informationen an die Robotersteuerungen weiter.

 

Keine Entwicklung ohne Herausforderungen

Bei der Entwicklung der Anlage standen U. Weyers und sein Team vor einigen Herausforderungen. „Zunächst einmal war das Plasmabrennen selbst für den Kunden wie auch für uns ein eher unbekanntes Terrain. Es war also besonders wichtig, in eingehenden Versuchen möglichst viele Erfahrungen am Teil zu sammeln, um so die exakten Vorgaben für den späteren Prozess zu ermitteln“, so U. Weyers. Es stellten sich grundlegende Fragen: Wie sollen die Komponenten am besten angeordnet sein? Welche Platzierung des 6-Achs-Roboters ist am sinnvollsten? Wie nah muss der Brenner an die Griffe heranfahren? Welche Temperaturen sind optimal? Mit welcher Geschwindigkeit soll der Plasmabrenner bewegt werden? Er ergänzt: „In der Versuchsphase musste dabei eine ­Anpassung möglichst flexibel und präzise umsetzbar sein. Hier überzeugte die Technologie des Knickarm­roboters von Mitsubishi Electric. Entfernungen und Geschwindigkeiten zum Beispiel kann man über die Bedieneinheit schnell und unkompliziert anpassen.“

 

Eine weitere Herausforderung stellte der Übergang von der Spritzgussmaschine zur Plasma-Entgratungsanlage dar: Zwar sollten die zwei Systeme miteinander verbunden sein, aber auch als Vollautomaten autark arbeiten können. Die fertige Anlage erlaubt es nun, in Ausfallsituationen die Entgratungsanlage an eine andere Spritzgussmaschine anzuschließen oder sie manuell zu bestücken.

 

„Sofern uns der Kunde keine Vorgaben bezüglich der einzusetzenden SPS macht, entscheide ich mich bevorzugt für ein Produkt von Mitsubishi Electric. Die SPS sind nicht nur leistungsstark, sondern auch besonders kompakt“, erklärt U. Weyers. „Gleiches gilt für die Robotersteuerungen, die man problemlos in die Anlage integrieren kann. Ein zusätzlicher Schaltschrank ist nicht nötig. Außerdem sind die Mitsubishi-Electric-Produkte sehr langlebig: Während der mittlerweile über zehn Jahre, in denen wir die Komponenten regelmäßig eingesetzt haben, ist bisher nur ein einziges Bauteil wirklich kaputt gegangen – und das nach acht Jahren ­Betrieb.“

 

Technik übertragbar

Für die Bearbeitung eines kompletten Trays mit 28 Griffen benötigt die neue Anlage lediglich sechs Minuten. Sie bringt so einerseits bei deutlich geringerem Ausschuss eine zeit- und kosteneffizientere Leistung. Da die Maschine auch im Dreischichtbetrieb gefahren werden kann, ist sie zudem höchst produktiv.

 

„Natürlich ist diese Anlage eine Sondermaschine, die speziell für und in ­enger Zusammenarbeit mit unserem Automobilzulieferer-Kunden entwickelt wurde. Die automatisierte Plasma-Entgratung ist jedoch auch in anderen Bereichen üblich, und zwar überall dort, wo Kunststoffspritzgusstechnik verwendet wird, zum Beispiel in der Verpackungsindustrie bei der Herstellung von Joghurtbechern“, erklärt U. Weyers die Übertragbarkeit des Projekts.

 

Weitere Sondermaschinen mit Mitsubishi Electric Roboter- und Steuerungstechnik für die Automobilzuliefererindustrie sind bei MW-TEC und Gisa bereits in Planung. Diesmal stehen Außentürgriffe auf dem Programm.

 

Weitere Informationen unter www.mitsubishi-automation.de Fragen an Hartmut Pütz

openautomation sprach mit Hartmut Pütz (Bild), President Factory Automation – European Business Group von Mitsubishi Electric, über die beschriebene Anwendung und weitere Trends.

 

_Bei Betrachtung der Applikation Plasma-Entgratung wird schnell klar: Partnerschaft spielt bei Ihnen eine große Rolle. Warum?_

H. Pütz: Mitsubishi Electric lebt den Gedanken der Partnerschaft. Gerade bei der Realisierung komplexer Applikationen nutzen wir gerne und oft die langjährige Erfahrung und das Know-How unseres Partnernetzwerks und unterstützen sie bei der Abwicklung. Damit ist unsere Struktur sehr eindeutig: Es geht besser mit Partnerschaften. Im Automatisierungsmarkt ist es nahezu ein Alleinstellungsmerkmal, dass wir vertrauensvoll mit einander arbeiten und niemanden auf die Füße treten.Es gibt keine Konflikt- oder Wettbewerbssituation. Die Resonanz unserer Partner darauf ist sehr positiv. Koordiniert werden die Projekte über unseren Vertrieb und unsere Applikationsingenieure.

 

_Und im Speziellen Anwendungsfall war dies auch so._

H. Pütz: Ja. Wir freuen uns immer wieder, wenn wir mit unseren Kunden gemeinsam innovative Automatisierungslösungen für die sich permanent ändernden Marktanforderungen im klassischen Maschinenbaumarkt entwickeln können. Gerade in diesem Fall hat sich gezeigt, wie wichtig und erfolgreich nachhaltige Kooperationen mit erfahrenen Partnern sind, denn das anspruchsvolle Endergebnis konnte in dieser Form nur realisiert werden, weil der Kunde, unsere Großhändler und Systempartner sowie Mitsubishi Electric optimal Hand in Hand gearbeitet haben. Die Großhändler spielen dabei eine wichtige Rolle, da es mit ihnen möglich ist, auch komplementäre Produkte von anderen Herstellern einzubeziehen.

 

_Inwieweit wird Partnerschaft bei Ihnen systematisiert?_

H. Pütz: Wir haben zwei unterschiedliche Partnerprogramme. Das E-F@ctory-Programm beinhaltet eine produktfokussierte Partnerschaftsstrategie. Diese ermöglicht es, für unsere Kunden Gesamtlösungen anzubieten, die vom Shop Floor zum Top Floor reichen. Je nach Kundenanforderung wird also der Partner gewählt, um die ­beste Gesamtlösung zur Verfügung zu ­stellen.

Das zweite Programm beinhaltet unsere Beratungs- und Systemintegrator-Partnerschaften. Das Systemintegrator-Programm ist bereits seit sechszehn Jahren implementiert und wird gerade weiterentwickelt. Wir wollen ein sehr strukturiertes Anreizsystem schaffen, welches unsere derzeit etwa 100 Systemintegratoren noch deutlicher motiviert, Produkte von uns einzusetzen. Dazu werden wir zum Beispiel bei Erreichung einer definierten Punkteanzahl Engineering-Software sowie Test- und Demo­systeme kostenlos zur Verfügung stellen. Zu Beginn des nächsten Jahres werden wir unterschiedliche Level einführen, die von Systemintegratoren mit sporadischem Einsatz unserer Produkte bis zu Partnern, bei denen Mitsubishi Electric Automation Hausstandard ist, reichen. Für unsere Partner schafft dieses Loyalitätsprogramm eine Vorhersagbarkeit der Anreize.

 

_Roboter und Steuerung aus einer Hand können nicht viele Anbieter. Profitieren Sie öfter mit dieser ­Kombination bei Kunden?_

H. Pütz: Man soll ja immer vorsichtig sein mit solchen Aussagen: Aber meines Wissens nach sind wir weltweit der einzige Anbieter mit durchgehender Integration von Steuerung, Motion und Robotik sowie Visualisierung aus einer Hand. Fügt man noch die Mechatronik dazu, also der gesamte CNC-Bereich, gibt es ganz ­sicher keinen weiteren Wettbewerber. Dies ist ein Riesenvorteil unserer „iQ Platform“ und hilft, Projekte zu gewinnen, zum Beispiel Anwendungen mit komplexen Handhabungs- und Sortieraufgaben in der Verpackungsbranche, bei denen reine Pick-and-place-Roboter nicht mehr ausreichen und unter anderem die Antriebstechnik für die Förderbänder in die Gesamtlösung einbezogen wird, um höchstmögliche Effizienz zu erreichen.

 

_Wie entwickelt sich die Robotertechnik bei Ihnen?_

H. Pütz: Der Robotikmarkt ist ein stark wachsender Markt, vor allem für komplexe Anwendungen. Besonders die Emerging-Märkte, wie Ost­europa oder die Türkei, überraschen dabei positiv. Wir haben aber auch großen Erfolg in Südeuropa. So gibt es in Spanien gerade viele aktuelle Robotikanwendungen für die Sortierung von Früchten und ­Gemüse.

Die neue F-Serie der Scara-Roboter stellten wir auf der letzten Hannover Messe vor. Diese ist deutlich schneller als Vorgängermodelle in Bezug auf Zyklen und Verfahrgeschwindigkeit. In Kürze werden wir auch noch höhere Traglasten bis 20 kg ermöglichen, bei Beibehaltung der hohen Verfahrgeschwindigkeit. Einen weiteren Schub verspricht die neue Prozessorgeneration für unsere Steuerungen, die wir in zwei Jahren erwarten. Eine wichtige Kernaussage dabei: Die Aufwärtskompatibiltät wird – wie immer bei uns – gewährleistet. Es gibt keinen Architekturbruch.

Für schnelle Sortieraufgaben mit Robotern benötigen Sie eine leistungsfähige Bildverarbeitung.

H. Pütz: Das ist ein wunderbares Beispiel, wie Partner unsere Kernkompetenzen ergänzen. In diesem Fall sind Cognex, Marktführer in diesem Bereich, und PPT Vision, ein junges dynamisches Unternehmen, ­unsere E-­F@ctory-Partner.

 

_Verraten Sie uns bereits, was es auf der SPS IPC Drives Neues gibt?_

H. Pütz: Für uns ist die SPS IPC Drives die Kernmesse in Europa, auf der wir weitere neue Produkte und Lösungen vorstellen werden, die unsere Gesamtlösungen in strategischen Zielmärkten, wie Lebensmittel- und Konsumgüterindustrie sowie Prozessautomatisierung, komplettieren. Besonders für die Prozessindustrie wird es Batch-fokussierte Neuigkeiten geben.Beitrag als PDF downloaden

20 Jahre openautomation

Die Grundidee bleibt, die Dimensionen wachsen

„Eine Branche im Umbruch: Anwender fordern in aller Deutlichkeit kostensenkende, flexible und offene Automatisierungslösungen sowie Durchgängigkeit vom Sensor bis zum Management“ – dieser Grundanspruch hat sich über die letzten 20 Jahre nicht geändert, aber die Dimensionen, die neue Technologien mit sich bringen, lassen die Industrie 4.0 Wirklichkeit werden. Immer im Mittelpunkt dabei: Daten – das viel gepriesene Öl des 21. Jahrhunderts. Die Grundidee der vertikalen Integration bleibt, nur das Wording ändert sich heute.

» Weiterlesen ...

Normen

DIN-VDE-Normen einfach online nutzen

Normen aus dem VDE VERLAG

» Mehr Informationen ...

Zum Schmunzeln

Mann beim Bäcker: „Ich hätte gerne vier Brötchen.“
Bäcker: „Wenn Sie nur drei nehmen, gibt es eins umsonst!“
(Mann überlegt, wer hier nun der Vollidiot ist.)
Copyright © VDE VERLAG GMBH, zuletzt aktualisiert am 22.10.2019