Roboter für kompakte und leistungsstarke Lötanlagen
Sechs Achsen sind besser als drei
Der Lötanlagenbauer Eutect setzt für seine Automationszellen auf moderne, leistungsfähige Sechsachsroboter. Sie können nicht nur kompliziertere Aufgaben erledigen als herkömmliche Dreiachskinematiken, sondern sind auch schneller und sehr genügsam bei der Stellfläche. Daraus resultieren Vorteile in puncto Prozessintegration, Flexibilität, Rüst- und Taktzeiten sowie Einsparungen bei den Investitionskosten. Darüber hinaus bietet der Robotereinsatz ein Maß an Zukunftssicherheit, das schwer in Zahlen zu fassen ist, aber wichtiger denn je erscheint.
Bild: Eutect GmbHEutect wurde 1996 gegründet und hat sich auf modulare Automationslösungen für Lötanwendungen in den Bereichen Miniwellenlöten, Laserlöten, Induktionslöten, Kolbenlöten, Thermodenlöten sowie Hub-Tauch-Löten für Leiterplatten spezialisiert. 2008 investierte Juniorchef Matthias Fehrenbach in einen gebrauchten sechsachsigen Melfa-Roboter von Mitsubishi Electric, um eine neue Idee zu testen: Der Roboter sollte kopfüber in einer kompakten Automatisierungszelle montiert werden, um den Platz darunter für weitere Prozesse zu gewinnen. Die Möglichkeiten dieser Konfiguration wurden ausgiebig getestet, wobei es gelang, die Stellfläche der Maschine auf 2m² zu beschränken. Seit dem ersten Kundenprojekt im Jahr 2009 hat Eutect viele hochspezialisierte Roboterzellen für deutsche Automobilzulieferer und Hersteller von Elektronikbauteilen entwickelt und geliefert.
Passende Lösungen liefern
Obwohl es sich mit nur 32 Mitarbeitern um ein kleines Unternehmen handelt, unterstützt Eutect vor allem Großunternehmen der deutschen Fertigungsindustrie. Während des gesamten Entwicklungsprozesses einer Lösung arbeitet die Firma eng mit dem Kunden zusammen, beginnend bei der Beratung und dem Prototypenbau im hauseigenen Technikum über Offline-Simulation und Visualisierung bis zur Programmierung mit Mitsubishi Electrics Softwarewerkzeugen Melfa Works und RT ToolBox2. Außerdem verfolgt das Unternehmen seit vielen Jahren einen modularen Ansatz und bietet einen entsprechenden Baukasten an, aus dem der Kunde die Komponenten für seine Maschine selbst wählen kann. Laut Fehrenbach sind heutzutage rund 40 Prozent der bestellten Maschinen mit einem Roboter bestückt.
Bild: Eutect GmbHAktuelle Kompaktlösung
Derzeit baut Eutect eine Roboterzelle mit einem Knickarmroboter des Typs RV-4FLM für den Antriebshersteller Faulhaber. Die Zelle mit aufrecht stehendem Roboter wird nach Fertigstellung winzige Elektromotoren verarbeiten. Anders als die Kinematiken vieler Marktbegleiter können die Roboter von Mitsubishi Electric ohne Modifikation am Boden, über Kopf an der Decke oder auch an der Wand montiert werden, sodass sich die Konfiguration an der optimalen Raumnutzung für die jeweilige Anwendung orientieren kann. Der Sechsachs-Knickarmroboter RV-4FLM mit einer Traglast bis 4kg und einer Reichweite von 649mm sorgt für hohe Beweglichkeit und Flexibilität bei allen Aufgaben. Prozesse werden zuverlässig mit einer Wiederholgenauigkeit von ±0,02mm ausgeführt. Kabel und Druckluftleitungen für elektrische oder pneumatische Greiferbaugruppen sind im Inneren des Roboterarms verlegt, damit sie die Bewegungsmöglichkeiten nicht einschränken. Hierzu trägt auch die Fähigkeit des Roboters bei, sich komplett zu einem flachen Paket zusammenzufalten, sodass seine sechs Freiheitsgrade in vollem Ausmaß genutzt werden können. Alle Roboter der RV-F-Serie sind in IP67 ausgeführt und können bei Bedarf auch in Reinraumausführung bestellt werden. Der Roboter ist bei Eutect also gegen die winzigen Partikel geschützt, die sich im Luftraum verteilen, wenn das flüssige Lot in der Maschine Temperaturen bis zu 500°C erreicht. Zudem verträgt er ohne Weiteres die feuchte Sprühreinigung, die bei dieser Anwendung von Zeit zu Zeit erforderlich ist. Eine weitere Besonderheit der Eutect-Roboterlötautomaten sind die kompakten Stellflächen ab 1x1,2m² und das Gewicht von weit unter einer Tonne. Somit ist die gesamte Automatisierungszelle mobil und kann mühelos mit dem Hubwagen manövriert werden. Da trifft es sich gut, dass der Roboter-Controller von Mitsubishi Electric mit zwei Höheneinheiten im 19"-Rack zu den kompaktesten in der Branche zählt.
Bild: Mitsubishi Electric Europe B.V.Optimierung durch Simulation
Für Faulhaber haben Eutect und Mitsubishi auch eine größere Roboterlötautomation mit zwei Melfa-Robotern in einer Zelle entwickelt. Bei diesem Eutect-Projekt kam erstmals die 3D-Robotersimulationssoftware Melfa Works zum Tragen. Hierbei handelt es sich um ein Plug-in für das 3D-CAD-Programm SolidWorks, das das gesamte Melfa-Roboterprogramm unterstützt. Darüber hinaus umfasst das Tool eine umfangreiche Library mit Greifern, Sensoren und anderen Komponenten zur Simulation aller Prozesse im Inneren der Arbeitszelle sowie zur Analyse von Kollisionskonturen. Mithilfe der Simulationssoftware können alternative Roboterprogramme so lange getestet und abgestimmt werden, bis die größtmögliche Effizienz und Leistung erreicht sind. "Ein Tag Simulations- und Modellierungsarbeit kann 21 Tage Versuch und Irrtum an der echten Maschine ersparen", so Fehrenbach. "Zudem kann man dem Kunden schon vorher zeigen, wie seine Lötzelle später aussehen wird, und sogar die Taktzeiten realistisch berechnen."
Lösung für die Automobilindustrie
Bei einem weiteren Projekt wandte sich ein Hersteller von Automobilelektronik mit einem eigenen Gestaltungsvorschlag für eine Lötanwendung an Eutect, wofür 12m² Stellfläche vorgesehen waren. Mithilfe eines Melfa-Sechsachsers vom Typ RV-7FM-D1-S15 und einer gründlichen virtuellen Prüfung und Simulation gelang es, die Stellfläche bei gleicher Funktionalität deutlich zu verringern. Drei Prozesse - Inject-Flussmittelauftrag, Infrarot-Vorheizen und Löten - konnten mit Zeitüberschneidung auf einer Fläche von 3m² untergebracht werden, also einem Viertel der vom Kunden ursprünglich eingeplanten Stellfläche. Zudem konnte auch die Maschinentaktzeit reduziert werden. Dazu Fehrenbach: "Angesichts der Tatsache, dass unsere Arbeitszellen rund um die Uhr im Dreischichtbetrieb laufen, ist das ein überzeugendes Verkaufsargument." Der Generalunternehmer für die gesamte Produktionslinie war die Firma Engmatec. Sie sorgte für die nahtlose Integration der Maschine. In der Produktionslinie des Automobilzulieferers kommen vor und nach dem Lötvorgang weitere Melfa-Roboter zum Einsatz, z.B. in den Bereichen Handling, Zuführung und Einbau der Leiterplatten. Die Taktzeit für das Löten beträgt pro Leiterplatte 4,5s und beinhaltet auch den Prüfvorgang nach Fertigstellung mit Mitsubishi-Electric-Scaras.
Bild: Mitsubishi Electric Europe B.V.Erfolgreiche Partnerschaft
Die Robotersparte von Mitsubishi Electric ist auf kompakte, leichte und schnelle Kinematiken spezialisiert, die sehr gut zu den Anforderungen von Eutect passen. "Wir arbeiten jetzt seit fast zehn Jahren mit den Ingenieuren von Mitsubishi Electric zusammen", zieht Fehrenbach Bilanz. "Dabei schätzen wir neben der Qualität der Komponenten, Controller und Software vor allem den persönlichen Zugang und den erstklassigen Support." Eutect schätzt neben der einfachen mechanischen Integration der Melfa-Roboter auch die Kompaktheit des Roboter-Controllers. Auch den Zusatznutzen des Angebots in Form der Simulationssoftware, die Unterstützung bei der HMI-Entwicklung, aber auch die Branchenkenntnisse, die Know-how-Ressourcen und die engagierte Kundenunterstützung von Mitsubishi Electric nimmt Eutect gerne in Anspruch. Pluspunkte sind darüber hinaus auf Seite der Roboterprogrammiersoftware zu finden: Ihre hohe Anwenderfreundlichkeit ist ein weiterer Anreiz für Kunden, sich für eine Eutect-Lösung zu entscheiden, eine Umprogrammierung des Roboters und die Anpassung der Zelle an zukünftige Aufgaben ist unkompliziert und ohne externe Hilfe möglich.
Mehrwert für beide Seiten
Umgekehrt profitiert auch Mitsubishi Electric von der engen Partnerschaft. Nicht nur finden die Robotikprodukte des Unternehmens in den Eutect-Lösungen ihren Weg in die Produktionshallen großer Fertigungsunternehmen. Mitsubishi Electric erhält auch die Gelegenheit, seine Roboter und deren Eigenschaften auf Veranstaltungen und Fachmessen zu demonstrieren. Dort zeigen die Roboter ihre offensichtlichen Vorteile auch für ähnliche Applikationen und andere Fertigungsbereiche. Zusammenfassend sind sich alle Seiten einig, dass kompakte und leichte Knickarmroboter wie die von Mitsubishi Electric nicht nur die Effizienz und Flexibilität von Produktionsmaschinen erhöhen, sondern auch Entwicklungskosten senken und die Nutzung der Stellfläche optimieren können. Die Melfa-Controller verfügen zudem bereits über eine großzügige Schnittstellenausstattung für Anwendungen der Industrie 4.0 und des IoT, was die Systeme zu einer nachhaltigen und zukunftssicheren Investition macht. Für das laufende Jahr sind bereits vier bis fünf weitere Roboterzellen in der Pipeline und für 2018 ist eine noch größere Anzahl geplant. Schon heute ist jedes dritte Automatisierungsprojekt bei Eutect eine Roboterzelle, was zugleich die Ausstattung mit einer Kinematik von Mitsubishi Electric bedeutet.
Neue Melfa-Roboterserie der FR-Familie
Die neue Melfa-FR-Serie ist die konsequente Weiterentwicklung der Melfa-F-Serie und bietet eine gesteigerte Gesamtleistung: Geringere Zykluszeiten sorgen für mehr Produktivität, intelligente Funktionen unterstützen die Inbetriebnahme und neue Schnittstellen eröffnen neue Möglichkeiten, z.B. die erweiterte Netzwerkfähigkeit, Interaktion mehrerer Roboter und Zusatzachsen. Dabei sind in Roboterarm und Steuerung nahezu ausschließlich Komponenten von Mitsubishi Electric verbaut, die einen zuverlässigen Einsatz sicherstellen. Zusätzlich zum kompakten Design wird bei jedem Scara- oder Knickarm-Roboter der FR-Serie der neue platzsparende Controller CR-800 verwendet, um die Installation und Produktauswahl so einfach wie möglich zu gestalten. In Deutschland wird die neue Serie ab Sommer 2017 verfügbar sein. Vorpremiere von Melfa FR ist auf der Hannover Messe 2017 auf dem Stand von Mitsubishi Electric (Halle 17 Stand D40).
Der Lötanlagenbauer Eutect setzt für seine Automationszellen auf moderne, leistungsfähige Sechsachsroboter. Sie können nicht nur kompliziertere Aufgaben erledigen als herkömmliche Dreiachskinematiken, sondern sind auch schneller und sehr genügsam bei der Stellfläche. Daraus resultieren Vorteile in puncto Prozessintegration, Flexibilität, Rüst- und Taktzeiten sowie Einsparungen bei den Investitionskosten. Darüber hinaus bietet der Robotereinsatz ein Maß an Zukunftssicherheit, das schwer in Zahlen zu fassen ist, aber wichtiger denn je erscheint.
Bild: Eutect GmbHEutect wurde 1996 gegründet und hat sich auf modulare Automationslösungen für Lötanwendungen in den Bereichen Miniwellenlöten, Laserlöten, Induktionslöten, Kolbenlöten, Thermodenlöten sowie Hub-Tauch-Löten für Leiterplatten spezialisiert. 2008 investierte Juniorchef Matthias Fehrenbach in einen gebrauchten sechsachsigen Melfa-Roboter von Mitsubishi Electric, um eine neue Idee zu testen: Der Roboter sollte kopfüber in einer kompakten Automatisierungszelle montiert werden, um den Platz darunter für weitere Prozesse zu gewinnen. Die Möglichkeiten dieser Konfiguration wurden ausgiebig getestet, wobei es gelang, die Stellfläche der Maschine auf 2m² zu beschränken. Seit dem ersten Kundenprojekt im Jahr 2009 hat Eutect viele hochspezialisierte Roboterzellen für deutsche Automobilzulieferer und Hersteller von Elektronikbauteilen entwickelt und geliefert.
Passende Lösungen liefern
Obwohl es sich mit nur 32 Mitarbeitern um ein kleines Unternehmen handelt, unterstützt Eutect vor allem Großunternehmen der deutschen Fertigungsindustrie. Während des gesamten Entwicklungsprozesses einer Lösung arbeitet die Firma eng mit dem Kunden zusammen, beginnend bei der Beratung und dem Prototypenbau im hauseigenen Technikum über Offline-Simulation und Visualisierung bis zur Programmierung mit Mitsubishi Electrics Softwarewerkzeugen Melfa Works und RT ToolBox2. Außerdem verfolgt das Unternehmen seit vielen Jahren einen modularen Ansatz und bietet einen entsprechenden Baukasten an, aus dem der Kunde die Komponenten für seine Maschine selbst wählen kann. Laut Fehrenbach sind heutzutage rund 40 Prozent der bestellten Maschinen mit einem Roboter bestückt.
Bild: Eutect GmbHAktuelle Kompaktlösung
Derzeit baut Eutect eine Roboterzelle mit einem Knickarmroboter des Typs RV-4FLM für den Antriebshersteller Faulhaber. Die Zelle mit aufrecht stehendem Roboter wird nach Fertigstellung winzige Elektromotoren verarbeiten. Anders als die Kinematiken vieler Marktbegleiter können die Roboter von Mitsubishi Electric ohne Modifikation am Boden, über Kopf an der Decke oder auch an der Wand montiert werden, sodass sich die Konfiguration an der optimalen Raumnutzung für die jeweilige Anwendung orientieren kann. Der Sechsachs-Knickarmroboter RV-4FLM mit einer Traglast bis 4kg und einer Reichweite von 649mm sorgt für hohe Beweglichkeit und Flexibilität bei allen Aufgaben. Prozesse werden zuverlässig mit einer Wiederholgenauigkeit von ±0,02mm ausgeführt. Kabel und Druckluftleitungen für elektrische oder pneumatische Greiferbaugruppen sind im Inneren des Roboterarms verlegt, damit sie die Bewegungsmöglichkeiten nicht einschränken. Hierzu trägt auch die Fähigkeit des Roboters bei, sich komplett zu einem flachen Paket zusammenzufalten, sodass seine sechs Freiheitsgrade in vollem Ausmaß genutzt werden können. Alle Roboter der RV-F-Serie sind in IP67 ausgeführt und können bei Bedarf auch in Reinraumausführung bestellt werden. Der Roboter ist bei Eutect also gegen die winzigen Partikel geschützt, die sich im Luftraum verteilen, wenn das flüssige Lot in der Maschine Temperaturen bis zu 500°C erreicht. Zudem verträgt er ohne Weiteres die feuchte Sprühreinigung, die bei dieser Anwendung von Zeit zu Zeit erforderlich ist. Eine weitere Besonderheit der Eutect-Roboterlötautomaten sind die kompakten Stellflächen ab 1x1,2m² und das Gewicht von weit unter einer Tonne. Somit ist die gesamte Automatisierungszelle mobil und kann mühelos mit dem Hubwagen manövriert werden. Da trifft es sich gut, dass der Roboter-Controller von Mitsubishi Electric mit zwei Höheneinheiten im 19"-Rack zu den kompaktesten in der Branche zählt.
Bild: Mitsubishi Electric Europe B.V.Optimierung durch Simulation
Für Faulhaber haben Eutect und Mitsubishi auch eine größere Roboterlötautomation mit zwei Melfa-Robotern in einer Zelle entwickelt. Bei diesem Eutect-Projekt kam erstmals die 3D-Robotersimulationssoftware Melfa Works zum Tragen. Hierbei handelt es sich um ein Plug-in für das 3D-CAD-Programm SolidWorks, das das gesamte Melfa-Roboterprogramm unterstützt. Darüber hinaus umfasst das Tool eine umfangreiche Library mit Greifern, Sensoren und anderen Komponenten zur Simulation aller Prozesse im Inneren der Arbeitszelle sowie zur Analyse von Kollisionskonturen. Mithilfe der Simulationssoftware können alternative Roboterprogramme so lange getestet und abgestimmt werden, bis die größtmögliche Effizienz und Leistung erreicht sind. "Ein Tag Simulations- und Modellierungsarbeit kann 21 Tage Versuch und Irrtum an der echten Maschine ersparen", so Fehrenbach. "Zudem kann man dem Kunden schon vorher zeigen, wie seine Lötzelle später aussehen wird, und sogar die Taktzeiten realistisch berechnen."
Lösung für die Automobilindustrie
Bei einem weiteren Projekt wandte sich ein Hersteller von Automobilelektronik mit einem eigenen Gestaltungsvorschlag für eine Lötanwendung an Eutect, wofür 12m² Stellfläche vorgesehen waren. Mithilfe eines Melfa-Sechsachsers vom Typ RV-7FM-D1-S15 und einer gründlichen virtuellen Prüfung und Simulation gelang es, die Stellfläche bei gleicher Funktionalität deutlich zu verringern. Drei Prozesse - Inject-Flussmittelauftrag, Infrarot-Vorheizen und Löten - konnten mit Zeitüberschneidung auf einer Fläche von 3m² untergebracht werden, also einem Viertel der vom Kunden ursprünglich eingeplanten Stellfläche. Zudem konnte auch die Maschinentaktzeit reduziert werden. Dazu Fehrenbach: "Angesichts der Tatsache, dass unsere Arbeitszellen rund um die Uhr im Dreischichtbetrieb laufen, ist das ein überzeugendes Verkaufsargument." Der Generalunternehmer für die gesamte Produktionslinie war die Firma Engmatec. Sie sorgte für die nahtlose Integration der Maschine. In der Produktionslinie des Automobilzulieferers kommen vor und nach dem Lötvorgang weitere Melfa-Roboter zum Einsatz, z.B. in den Bereichen Handling, Zuführung und Einbau der Leiterplatten. Die Taktzeit für das Löten beträgt pro Leiterplatte 4,5s und beinhaltet auch den Prüfvorgang nach Fertigstellung mit Mitsubishi-Electric-Scaras.
Bild: Mitsubishi Electric Europe B.V.Erfolgreiche Partnerschaft
Die Robotersparte von Mitsubishi Electric ist auf kompakte, leichte und schnelle Kinematiken spezialisiert, die sehr gut zu den Anforderungen von Eutect passen. "Wir arbeiten jetzt seit fast zehn Jahren mit den Ingenieuren von Mitsubishi Electric zusammen", zieht Fehrenbach Bilanz. "Dabei schätzen wir neben der Qualität der Komponenten, Controller und Software vor allem den persönlichen Zugang und den erstklassigen Support." Eutect schätzt neben der einfachen mechanischen Integration der Melfa-Roboter auch die Kompaktheit des Roboter-Controllers. Auch den Zusatznutzen des Angebots in Form der Simulationssoftware, die Unterstützung bei der HMI-Entwicklung, aber auch die Branchenkenntnisse, die Know-how-Ressourcen und die engagierte Kundenunterstützung von Mitsubishi Electric nimmt Eutect gerne in Anspruch. Pluspunkte sind darüber hinaus auf Seite der Roboterprogrammiersoftware zu finden: Ihre hohe Anwenderfreundlichkeit ist ein weiterer Anreiz für Kunden, sich für eine Eutect-Lösung zu entscheiden, eine Umprogrammierung des Roboters und die Anpassung der Zelle an zukünftige Aufgaben ist unkompliziert und ohne externe Hilfe möglich.
Mehrwert für beide Seiten
Umgekehrt profitiert auch Mitsubishi Electric von der engen Partnerschaft. Nicht nur finden die Robotikprodukte des Unternehmens in den Eutect-Lösungen ihren Weg in die Produktionshallen großer Fertigungsunternehmen. Mitsubishi Electric erhält auch die Gelegenheit, seine Roboter und deren Eigenschaften auf Veranstaltungen und Fachmessen zu demonstrieren. Dort zeigen die Roboter ihre offensichtlichen Vorteile auch für ähnliche Applikationen und andere Fertigungsbereiche. Zusammenfassend sind sich alle Seiten einig, dass kompakte und leichte Knickarmroboter wie die von Mitsubishi Electric nicht nur die Effizienz und Flexibilität von Produktionsmaschinen erhöhen, sondern auch Entwicklungskosten senken und die Nutzung der Stellfläche optimieren können. Die Melfa-Controller verfügen zudem bereits über eine großzügige Schnittstellenausstattung für Anwendungen der Industrie 4.0 und des IoT, was die Systeme zu einer nachhaltigen und zukunftssicheren Investition macht. Für das laufende Jahr sind bereits vier bis fünf weitere Roboterzellen in der Pipeline und für 2018 ist eine noch größere Anzahl geplant. Schon heute ist jedes dritte Automatisierungsprojekt bei Eutect eine Roboterzelle, was zugleich die Ausstattung mit einer Kinematik von Mitsubishi Electric bedeutet.
Neue Melfa-Roboterserie der FR-Familie
Die neue Melfa-FR-Serie ist die konsequente Weiterentwicklung der Melfa-F-Serie und bietet eine gesteigerte Gesamtleistung: Geringere Zykluszeiten sorgen für mehr Produktivität, intelligente Funktionen unterstützen die Inbetriebnahme und neue Schnittstellen eröffnen neue Möglichkeiten, z.B. die erweiterte Netzwerkfähigkeit, Interaktion mehrerer Roboter und Zusatzachsen. Dabei sind in Roboterarm und Steuerung nahezu ausschließlich Komponenten von Mitsubishi Electric verbaut, die einen zuverlässigen Einsatz sicherstellen. Zusätzlich zum kompakten Design wird bei jedem Scara- oder Knickarm-Roboter der FR-Serie der neue platzsparende Controller CR-800 verwendet, um die Installation und Produktauswahl so einfach wie möglich zu gestalten. In Deutschland wird die neue Serie ab Sommer 2017 verfügbar sein. Vorpremiere von Melfa FR ist auf der Hannover Messe 2017 auf dem Stand von Mitsubishi Electric (Halle 17 Stand D40).
Mitsubishi Electric Europe B.V.
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 1 2017 - 18.04.17.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
