Zweiarmroboter übernimmt monotone und belastende Aufgaben
Unermüdlicher Monteur und Kontrolleur
Montagevorgänge sind mitunter sehr monoton und dadurch ergonomisch belastend. Zweiarmroboter eignen sich z.B. für das autonome Zusammenfügen von Kleinteilen für Schiebebeschläge von Möbeln und nehmen den Mitarbeitern diese ermüdenden Arbeiten ab. Sie lassen sich zudem leicht vor Ort programmieren und auch an anderen Stationen in der Fertigung flexibel einsetzen.
Bild: ABB Automation GmbHDer Montagevorgang wirkt reichlich monoton: mit der linken Hand ein Teil greifen, mit der rechten das Gegenstück dazu passend aufeinanderlegen, dann nacheinander in die zwei vorgelagerten Verschraubsysteme einführen. Und fertig ist das Stopperelement für Schiebetüren. Doch wenn ein Zweiarmroboter an der Werkbank sitzt, zieht er bei dieser Arbeit die Blicke auf sich. "Wir haben uns inzwischen an den YuMi gewöhnt", sagt Henri Schildknecht, Teamleiter Werkzeugbau bei Hawa Sliding Solutions. "Aber zu Beginn stand er natürlich schon im Zentrum der Aufmerksamkeit, zumal wir ansonsten noch keine Roboter integriert haben, auch keine herkömmlichen einarmigen Industrieroboter." Was hat Hawa Sliding Solutions dazu bewogen, einen YuMi in ihre Fertigungslinie zu integrieren? Das mittelständische Unternehmen zählt damit zu den ersten Schweizer Firmen, die den Zweiarmroboter von ABB in der Produktion einsetzen. "Wir wollen an unseren beiden Produktionsstandorten in der Schweiz festhalten und weiter wachsen", sagt Peter Möller, Bereichsleiter Betrieb und Logistik von Hawa Sliding Solutions. "Dafür haben wir mit Alain Känel, Verkaufsingenieur Robotics von ABB, evaluiert, in welchen Bereichen der Fertigung eine Automatisierung Sinn ergibt - mit dem Ziel, den Produktionsausstoß zu steigern und Ressourcen für das Wachstum freizusetzen." Die einfache Montage der Stopperelemente bot sich für einen ersten Automatisierungsschritt an. Da die Elemente aus zwei leichtgewichtigen Einzelteilen zusammengeschraubt werden, wurde das zu einem Fall für den Zweiarmroboter. Er ist mit seiner Handhabungskapazität von maximal 500g pro Greifarm vor allem für sehr leichte Teile geeignet.
Selbst programmiert
Die Programmierung des Roboters wird von Hawa Sliding Solutions selbst geleistet. "Wir haben ein Automationsteam aus Mitarbeitenden beider Standorte gebildet, das sich das nötige Know-how - ohne große Vorkenntnisse - in Schulungen angeeignet hat", sagt Schildknecht, wobei das Programmieren ohnehin vergleichsweise leicht gefallen sei. "Natürlich haben wir einige iterative Schritte sowie Learning by Doing gebraucht, um dem Roboter schließlich die Handhabung der in zufälliger Ausrichtung bereitgestellten Einzelteile zu ermöglichen. Aber insgesamt hatten wir keine besondere Mühe damit." In den Greifern des Roboters können optional Kameras integriert werden. Das ermöglicht eine Führung der Roboterhand durch Bildverarbeitung. Diese integrierten Kameras werden zusätzlich zur Qualitätskontrolle der montierten Stopperelemente eingesetzt. "YuMi gleicht die eben gefertigten Teile mit gespeicherten Referenzbildern von korrekt montierten Elementen ab. Bei Abweichungen schiebt er das gerade gefertigte Teil nach links in den kleinen Behälter für möglichen Ausschuss, ansonsten nach rechts in das große Depot für die Weiterverarbeitung", so Schildknecht. Anforderungsreich sei die Konzeption und Einrichtung der Zuführung der zu verarbeitenden Einzelteile. Schließlich sei es das Ziel, den Roboter möglichst lange autonom arbeiten zu lassen. Dafür braucht er Systeme, die ihm die Ausgangsteile in großer Zahl bereitstellen.
Für den flexiblen Einsatz
Ihren YuMi haben die Verantwortlichen so eingerichtet, dass er möglichst flexibel eingesetzt werden kann. Er lässt sich in Minuten von seinem gegenwärtigen Arbeitsplatz entfernen; der Roboter selbst wiegt 38kg. "In einem nächsten Schritt werden wir den YuMi für den Einsatz an weiteren Stationen programmieren, um sein Einsatzgebiet weiter auszubauen", erklärt Möller. Je nach Aufgabe sei dann auch eine Zusammenarbeit direkt mit den Mitarbeitern denkbar. Der Zweiarmroboter ist für die sichere Kollaboration mit Menschen konzipiert. Registriert er einen unerwarteten Kontakt, stoppt er seine Bewegungen binnen Millisekunden. Die weiche Schutzpolsterung ist so aufgebaut, dass sich ein Einklemmen von Körperteilen ausschließen lässt. Deshalb kommt er auch ohne die bei Industrierobotern üblichen Einhausungen, Absperrungen oder Lichtschranken aus. "Wir sind davon überzeugt, dass wir unsere Marktposition mit durchdachten Automationslösungen ausbauen und unsere beiden Standorte in der Schweiz stärken können", hält Möller abschließend fest. "Die Integration des Zweiarmroboters ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung."
Selbst programmiert
Die Programmierung des Roboters wird von Hawa Sliding Solutions selbst geleistet. "Wir haben ein Automationsteam aus Mitarbeitenden beider Standorte gebildet, das sich das nötige Know-how - ohne große Vorkenntnisse - in Schulungen angeeignet hat", sagt Schildknecht, wobei das Programmieren ohnehin vergleichsweise leicht gefallen sei. "Natürlich haben wir einige iterative Schritte sowie Learning by Doing gebraucht, um dem Roboter schließlich die Handhabung der in zufälliger Ausrichtung bereitgestellten Einzelteile zu ermöglichen. Aber insgesamt hatten wir keine besondere Mühe damit." In den Greifern des Roboters können optional Kameras integriert werden. Das ermöglicht eine Führung der Roboterhand durch Bildverarbeitung. Diese integrierten Kameras werden zusätzlich zur Qualitätskontrolle der montierten Stopperelemente eingesetzt. "YuMi gleicht die eben gefertigten Teile mit gespeicherten Referenzbildern von korrekt montierten Elementen ab. Bei Abweichungen schiebt er das gerade gefertigte Teil nach links in den kleinen Behälter für möglichen Ausschuss, ansonsten nach rechts in das große Depot für die Weiterverarbeitung", so Schildknecht. Anforderungsreich sei die Konzeption und Einrichtung der Zuführung der zu verarbeitenden Einzelteile. Schließlich sei es das Ziel, den Roboter möglichst lange autonom arbeiten zu lassen. Dafür braucht er Systeme, die ihm die Ausgangsteile in großer Zahl bereitstellen.
Für den flexiblen Einsatz
Ihren YuMi haben die Verantwortlichen so eingerichtet, dass er möglichst flexibel eingesetzt werden kann. Er lässt sich in Minuten von seinem gegenwärtigen Arbeitsplatz entfernen; der Roboter selbst wiegt 38kg. "In einem nächsten Schritt werden wir den YuMi für den Einsatz an weiteren Stationen programmieren, um sein Einsatzgebiet weiter auszubauen", erklärt Möller. Je nach Aufgabe sei dann auch eine Zusammenarbeit direkt mit den Mitarbeitern denkbar. Der Zweiarmroboter ist für die sichere Kollaboration mit Menschen konzipiert. Registriert er einen unerwarteten Kontakt, stoppt er seine Bewegungen binnen Millisekunden. Die weiche Schutzpolsterung ist so aufgebaut, dass sich ein Einklemmen von Körperteilen ausschließen lässt. Deshalb kommt er auch ohne die bei Industrierobotern üblichen Einhausungen, Absperrungen oder Lichtschranken aus. "Wir sind davon überzeugt, dass wir unsere Marktposition mit durchdachten Automationslösungen ausbauen und unsere beiden Standorte in der Schweiz stärken können", hält Möller abschließend fest. "Die Integration des Zweiarmroboters ist ein wichtiger Schritt in diese Richtung."
ABB Automation GmbH
Dieser Artikel erschien in Industrie 4.0 Magazin (I40) 12 2018 - 14.06.18.Für weitere Artikel besuchen Sie www.i40-magazin.de
