Scara-Roboter in ESD-Ausführung
Taktzeitgerecht und präzise
Das Herzstück der neuen Signalsäulenserie für Industrieanwendungen von Auer Signal wird mit Unterstützung zweier Stäubli-Roboter hergestellt. Die beiden Scaras sorgen in einer Fertigungszelle, in der unter anderem gelötet, programmiert und montiert wird, für punktgenaue und taktzeitgerechte Bauteilübergaben.
Bild: X-TechnikIT & Medien GmbHDas Familienunternehmen Auer Signal sorgt mit Leuchten, Sirenen, Hupen und individuell konfigurierbaren Gerätekombinationen dafür, dass Menschen hören, sehen sowie mittels entsprechender Farb- und Toncodes auch verstehen, was eine Maschine oder ein Fahrzeug kommunizieren will. Das aktuelle Flaggschiff des Unternehmens, die Signalsäule PC7, spricht auf Wunsch sogar Klartext, wenn ein Anlagenbediener herbeigerufen werden soll. Ein MP3-Sprachausgabemodul macht das möglich. Verändert hat sich bei Auer inzwischen die Art und Weise, wie die Signalsäulen für den Industriebereich produziert werden. Während bei der Vorgängerserie der PC7 sogar die Befestigung von Kontaktklemmen auf der Leiterplatte noch per Hand erfolgte, läuft dieser Fertigungsschritt genauso wie die Programmierung der Microcontroller, die Linsenmontage und die Prüfung der Leiterplatte mittlerweile automatisiert ab. Je nach Bedarf kann der Kunde die Spannung, das Basismodul, die Anzahl bzw. Beschaffenheit von zusätzlichen bis zu sieben Einzelmodulen, die Kalottenfarben, verschiedene Tonarten und vieles andere mehr frei wählen. Dadurch ergeben sich mitunter ziemlich kleine Losgrößen, die dennoch wirtschaftlich sinnvoll herzustellen sind.
Bild: Stäubli Tec-Systems GmbHStimmiges Gesamtkonzept
Als David Kittl, Sales Austria bei der Robotics Division von Stäubli Tec-Systems, in einem Gespräch mit dem technischen Leiter der Firma Auer Signal vom PC7-Vorhaben erfuhr, nannte er Walter Wytek als empfehlenswerten Ansprechpartner. Der Sondermaschinenbauer überzeugte mit einem stimmigen Gesamtkonzept. Als einzuhaltende Taktzeit wurden seinem Unternehmen Wytek Partner für Automation 20s und als zu erreichender Output rund 400.000 Stück pro Jahr vorgegeben. Als weitere Herausforderung kam hinzu, dass die Produktentwicklung selbst noch nicht vollends abgeschlossen war. Somit konnte der Maschinenbauer auch noch auf das eine oder andere Konstruktionsmerkmal Einfluss nehmen, um das Herzstück der PC7 besser automatisierbar zu machen.
Hohe Positioniergenauigkeit
Mittlerweile durchlaufen vierzehn verschiedene Leiterplattenvarianten jene vollautomatisierte Fertigungszelle, die von Wytek konzeptioniert und geliefert wurde - zehn für die Modul-Perfect 70 und vier für die Modul-Compete 50. "Nun können wir die Leiterplatten für beide modularen Signalsäulenserien, für die mit 50mm und für die mit 70mm Durchmesser, auf einer Anlage bearbeiten", freut sich Christian Huf, Produktionsleiter bei Auer Signal. Die maßgeschneiderte Sonderlösung wird von zwei Stäubli-Robotern und drei Rundtakttischen angeführt. "Unsere Vierachsroboter in ESD-Ausführung sind für Einsätze im Elektronikumfeld, bei denen der Schutz gegen unkontrollierte elektrostatische Entladung eine wichtige Rolle spielt, sehr gut geeignet. Die Scaras der Baureihe TS sind vollwertige Montageautomaten, die in kurzen Zykluszeiten vielfältige Programmabläufe darstellen können. Aufgrund ihrer eigensteifen Mechanik arbeiten sie vor allem bei Füge- und Bestückungsvorgängen sehr präzise - und genau das, war bei diesem Projekt gefragt", erklärt Kittl. Denn eine hohe Positioniergenauigkeit war bei dieser Anwendung essentiell, wie Huf bestätigt: "Die Leiterplatten müssen exakt ausgerichtet werden in den Aufnahmen, damit die Zusammenführung mit den Kontaktklemmen an der richtigen Stelle erfolgt. Das muss einfach passen, weil es hier wirklich um Zehntelmillimeter geht", beschreibt er.
Taktzeitgerechte Bauteilübergabe
Insgesamt lassen sich in der Fertigungszelle unterschiedliche Produktionsschritte beobachten, wobei die Roboter vor allem für Handling-Tätigkeiten verantwortlich zeichnen, aber nicht nur: "Wir haben die Stäubli-Scaras mit Vision-Sensoren ausgestattet, damit sie kontrollieren können, welche Leiterplatten-Type sie tatsächlich bearbeiten. Etwaige Unstimmigkeiten werden sofort erkannt und gemeldet", sagt Wytek. Ein TS80 ist im vorderen Anlagenteil stationiert, einer im hinteren, wo die Leiterplatten mit transparenten Linsen bestückt und endgeprüft werden. Die Aufbringung des Flux-Mittels für die spätere Lötung, die Bestückung der Leiterplatten mit Kontaktklemmen und der Lötvorgang an sich passieren am ersten Rundtakttisch. Danach folgt die Station, an der die unterschiedlichen Alarmierungsmöglichkeiten optischer Signalgeräte wie Blitzen, Blinken oder Doppelblitz programmiert werden. "Die Roboter handeln die Ein- und Ausgabe der Leiterplatten bzw. Linsen und kümmern sich um eine taktzeitgerechte Übergabe der halbfertigen Bauteile von einer Station zur nächsten", erklärt Huf. Laut Kittl stellte die Umsetzung der reinen Bewegungsdienstleistung der beiden Roboter, sprich das Fahren von A nach B, die kleinste Herausforderung bei der Programmierung dar. Dafür sei das Zusammenspiel mit den einzelnen Peripheriestationen, an denen zusammengefügt, gelötet, programmiert und geprüft wird, nicht ganz so einfach zu lösen gewesen. Demzufolge wurde während der Konzeptphase einiges ausprobiert und auf Praxistauglichkeit untersucht. "Die enge Zusammenarbeit mit Stäubli war uns vor allem bei den Taktzeitberechnungen und Simulationen eine große Hilfe. In der Stäubli Robotics Suite konnten wir verschiedene Herangehensweisen an einem virtuellen Modell durchtesten und gezielt abändern bzw. verbessern", beschreibt Wytek den interaktiven Prozess.
Das Herzstück der neuen Signalsäulenserie für Industrieanwendungen von Auer Signal wird mit Unterstützung zweier Stäubli-Roboter hergestellt. Die beiden Scaras sorgen in einer Fertigungszelle, in der unter anderem gelötet, programmiert und montiert wird, für punktgenaue und taktzeitgerechte Bauteilübergaben.
Bild: X-TechnikIT & Medien GmbHDas Familienunternehmen Auer Signal sorgt mit Leuchten, Sirenen, Hupen und individuell konfigurierbaren Gerätekombinationen dafür, dass Menschen hören, sehen sowie mittels entsprechender Farb- und Toncodes auch verstehen, was eine Maschine oder ein Fahrzeug kommunizieren will. Das aktuelle Flaggschiff des Unternehmens, die Signalsäule PC7, spricht auf Wunsch sogar Klartext, wenn ein Anlagenbediener herbeigerufen werden soll. Ein MP3-Sprachausgabemodul macht das möglich. Verändert hat sich bei Auer inzwischen die Art und Weise, wie die Signalsäulen für den Industriebereich produziert werden. Während bei der Vorgängerserie der PC7 sogar die Befestigung von Kontaktklemmen auf der Leiterplatte noch per Hand erfolgte, läuft dieser Fertigungsschritt genauso wie die Programmierung der Microcontroller, die Linsenmontage und die Prüfung der Leiterplatte mittlerweile automatisiert ab. Je nach Bedarf kann der Kunde die Spannung, das Basismodul, die Anzahl bzw. Beschaffenheit von zusätzlichen bis zu sieben Einzelmodulen, die Kalottenfarben, verschiedene Tonarten und vieles andere mehr frei wählen. Dadurch ergeben sich mitunter ziemlich kleine Losgrößen, die dennoch wirtschaftlich sinnvoll herzustellen sind.
Stäubli Tec-Systems GmbH
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 3 (Juni) 2020 - 09.06.20.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
