Automatisierte Testanwendung für Flachbaugruppen
Per Cobot zur doppelten Produktionskapazität
Die in der Elektronikbranche stets steigenden Qualitätsansprüche sowie eine von Kunden zunehmend gewünschte Individualisierbarkeit von Produkten und auch der wachsende Kostendruck in der Produktion lassen sich nur mit Hilfe von Prozessautomatisierung bewältigen. Das hat auch die Firma Frank Elektronik erkannt. Der Elektronikdienstleister setzt für das Testen von Flachbaugruppen eine kollaborative Robotiklösung von TQ mit dem Franka-Emika-Roboter ein und profitiert seither von einem stabilen, präzisen Testprozess sowie der Verdopplung seiner Produktionskapazität.
Bild: TQ-Systems GmbHFrank Elektronik aus dem bayerischen Traunstein ist Teil der Elektronik Gruppe, einem überregionalen Verbund mittelständischer EMS-Dienstleister. Das Unternehmen ist auf Lichttechnik sowie die Bestückung von Platinen und Baugruppen spezialisiert.
Bild: TQ-Systems GmbH
Cobot übernimmt Elektronikfunktionstest
Konkret sieht der Anwendungsfall bei Frank Elektronik so aus: Die zwei verschiedenen zu testenden Gerätevarianten werden in ein Einlaufband gelegt und dann - je nach Variante - in zwei separaten Spuren zum Cobot transportiert. Dieser legt sie in eine Zwischenablage, entnimmt dort die Flachbaugruppe aus dem Gerät und legt sie in den Tester ein. Dann schließt er den Deckel der Testvorrichtung und scannt über einen Barcode die Seriennummer ein, was das Signal für den Testbeginn ist. Nach Abschluss der Prüfung öffnet er den Deckel und das Testprogramm schickt ein Gut- oder Schlecht-Signal an die Steuerung. Somit weiß der Cobot, wo er die Einheit ablegen muss: Die als gut bewerteten Geräte in den grünen Bereich des Auslaufbands, die Ausfälle in den roten. Insgesamt dauert ein Testvorgang ungefähr 100s.
"Wir haben zwei Testeinrichtungen im Einsatz - für jeden Gerätetyp einen", erläutert Meyer. "Eine der mechanischen Herausforderungen war es daher, dass der Cobot zwei verschiedene Flachbaugruppen gleichzeitig greifen kann". Diese Anforderung löst der eingesetzte Roboter von Franka Emika über einen Doppelgreifer, der es ihm ermöglicht, die zwei Varianten ohne Umrüstung zu verarbeiten.
Bild: Franka Emika GmbHEinfache und selbsterklärende Bedienbarkeit
Generell kann der Franka-Emika-Roboter verschiedene, zu automatisierende Bewegungsabläufe per handgeführter, manueller Vorgabe lernen und lässt sich intuitiv über ein Touchdisplay bedienen. Für die Programmierung verschiedener Abläufe (z.B. das Greifen eines Gegenstandes) werden aus einem Menü per Drag&Drop auf dem Laptop verschiedene Apps ausgewählt, angeordnet und der Roboter führt sie dann aus. "Mit der richtigen Programmierung der von TQ zur Verfügung gestellten Apps konnten wir die komplette Zykluszeit des Testablaufs seit Projektbeginn sukzessive nochmal um 30 Prozent verringern", freut sich Meyer. Die Bewegungsgeschwindigkeit ist mittlerweile perfekt auf die Dauer des Testprozesses eingestellt, sodass dieser an sich die Performance-Grenze markiert, nicht der Cobot. "Wir stehen mit unserem Prozess circa bei 80 Prozent von dem, was der Cobot theoretisch verarbeiten könnte", erläutert Meyer.
Ein großer Vorteil des Cobot-Systems ist, dass die Programmierung selbsterklärend ist. "Ich habe noch nie einen Programmierkurs besucht und bin trotzdem sofort mit der Lösung klargekommen", so Meyer. "In den ersten zwei Monaten haben wir viel ausprobiert und im Februar 2021 den Umbau auf die zweiten Teststationen vollzogen. Insgesamt hat es dann ungefähr vier Wochen gedauert, bis wir den Prozess so modelliert hatten, wie er jetzt läuft." Auch die Mitarbeiter, die die Vorrichtung betreiben, können ohne Robotikvorkenntnisse und nur mit einer kleinen Einweisung problemlos einen Programmwechsel durchführen oder den Cobot nach einem potenziellen Stillstand wieder in Gang bringen. Das scheint jedoch nicht nötig, denn aktuell läuft die Cobot-Lösung bereits seit über sechs Wochen durchgängig und ohne irgendwelche ungeplanten Stillstände.
Flexibles Umrüsten auf neue Produkte
Die Station wird es, so wie sie aktuell aufgebaut ist, schon bald nicht mehr geben, da die Produkte durch Nachfolgeprodukte abgelöst werden. Das Setup wird dann zwar ähnlich, jedoch um einen Schritt erweitert sein, denn die neuen Geräte müssen auch im geschlossenen Zustand nochmal geprüft werden. "Wegen dieses Produktwechsels wäre die aktuelle Station früher nicht mehr brauchbar gewesen bzw. hätten wir sie komplett umbauen und alle Komponenten neu beschaffen müssen", so Meyer. Mit der Cobot-Lösung profitiert Frank Elektronik jetzt von einer schnellen Umrüstzeit auf das neue Produkt. "Wir müssen lediglich einen neuen Greifer konstruieren und gegebenenfalls andere Schalen besorgen, aber der Rest kann so bleiben, wie er ist - das ist ein großer Vorteil", weiß Meyer.
Spürbare Arbeitserleichterung und stabile Prozesse
Bei Frank Elektronik ist man mit der Lösung so zufrieden, dass für den zweiten Testprozess der neuen Produktlinien jetzt ein weiterer Franka-Emika-Roboter eingesetzt und die Automatisierung und damit die Produktivitätssteigerung weiter gesteigert werden soll. "Ich bin sehr positiv gestimmt, dass wir noch weitere Systeme anschaffen werden. Zum Beispiel für den zweiten Test bei geschlossenem Gerät. Das heißt, wir werden ein zweites System anschließen, das nach der Montage dann den zweiten Test durchführen wird." Bisher konnte Frank Elektronik mit nur einem Cobot die Produktionskapazität bereits verdoppeln und seine Mitarbeitenden gezielter für die Montage einsetzen. Sie müssen jetzt nicht mehr die Teststation bedienen und die einzelnen Tests abwarten, sondern können durchgehend ihrer Montagetätigkeit folgen.
Die in der Elektronikbranche stets steigenden Qualitätsansprüche sowie eine von Kunden zunehmend gewünschte Individualisierbarkeit von Produkten und auch der wachsende Kostendruck in der Produktion lassen sich nur mit Hilfe von Prozessautomatisierung bewältigen. Das hat auch die Firma Frank Elektronik erkannt. Der Elektronikdienstleister setzt für das Testen von Flachbaugruppen eine kollaborative Robotiklösung von TQ mit dem Franka-Emika-Roboter ein und profitiert seither von einem stabilen, präzisen Testprozess sowie der Verdopplung seiner Produktionskapazität.
Bild: TQ-Systems GmbHFrank Elektronik aus dem bayerischen Traunstein ist Teil der Elektronik Gruppe, einem überregionalen Verbund mittelständischer EMS-Dienstleister. Das Unternehmen ist auf Lichttechnik sowie die Bestückung von Platinen und Baugruppen spezialisiert.Bild: TQ-Systems GmbH
Franka Emika GmbH
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 1 (März) 2023 - 01.03.23.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
