Nachhaltiger kann man kaum produzieren: Ein Blick in die Praxis beim
Büroartikelhersteller Durable aus Kamen zeigt eindrucksvoll, über welch
langen Zeitraum Automatisierungstechnik verlässlich im Einsatz sein
kann. Denn in Kürze feiern dort Roboter von Mitsubishi Electric
Betriebsjubiläum. Dann nämlich haben sie 25 Jahre im
5-Tages/3-Schicht-Betrieb auf dem Buckel und in der Zeit ca. 12
Millionen Einheiten produziert. Das bedeutet alle 25s eine Sichttafel –
die dort zu den Dauerbrennern gehören.
Alle 25 Sekunden eine Sichttafel, rund 1000 Stück pro
Schicht: Für Durable zählt dieses Produkt zu den Dauerläufern – weshalb
das Unternehmen auch vor rund 25 Jahren dazu übergegangen ist, die
Handarbeit zu automatisieren. „Es hat etwas gedauert, den manuellen
Prozess in Maschinenbewegungen zu übersetzen“, blickt
Durable-Produktionsleiter Frank Bublies zurück. Die automatisierte
Herstellung der Sichthüllen ist heute ein gutes Beispiel für die
seinerzeit zielführende Zusammenarbeit zwischen Industrie und
Wissenschaft. Die Roboterzelle ist nämlich im Rahmen einer Diplomarbeit
entstanden. „Es gab ja keine schlüsselfertigen Lösungen zu kaufen –
zumindest keine bezahlbaren.“ Die damals erarbeitete Lösung deckt noch
heute mit nur einem Melfa Industrieroboter der SD-Serie von Mitsubishi
Electric den kompletten Zuführ- und Handlingsprozess ab.
Wenig Platz in der Produktionszelle
Der vollautomatisierte Produktionshelfer übernimmt das Handling der
Polypropylen-Rahmen, führt sie in die Zelle ein, platziert mittig zwei
Folien, führt alles zu einer Einheit zusammen, entnimmt nach dem
Ultraschallschweißen die fertigen Sichttafeln und legt sie schließlich
auf einem Abführband wieder ab. Die Herausforderung bestand bei der
Projektierung darin, einen Roboter zu finden, der wenig Platz benötigt.
„Aufgrund der kleinen Bauweise, ließ sich das mit dem Roboter von
Mitsubishi Electric sehr gut machen“, sagt Frank Bublies.
Nur wenige Gramm mit Vollgas beschleunigen
Mit Blick auf Verfügbarkeit und Langlebigkeit zählen die Fahrprofile zu
den wesentlichen Herausforderungen im Engineering. Auch wenn die zu
greifenden Teile einer Sichttafel nur wenige Gramm wiegen: Es sind die
Eigenmassen der einzelnen Roboterachsen, die beim Beschleunigen und
Abbremsen aufgrund kurzer Taktzeiten für hohe mechanische Belastungen
und damit Verschleiß sorgen. Der Vorgänger der heutigen FR-Serie ist
ausgelegt für Traglasten bis 4kg und bringt selbst eine Masse von 50kg
auf die Waage. Die Motorleistungen variieren in den sechs Achsen
zwischen 100 und 400W. |
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| Mit Hilfe eines Roboters automatisiert Durable die Herstellung von Sichttafeln. |
Das Unternehmen nutzt bei der Herstellung der Sichttafeln das zur
Verfügung stehende Tempo der SD-Serie voll aus, ebenso die Reichweite
der sechsachsigen Kinematik. Die hohe Geschwindigkeit mit stetigem
Reversieren sorgt im Zusammenspiel mit der Massenträgheit sowie
herrschenden Hebelkräften dafür, dass die Bremsen ganz schön leiden und
die Getriebe gehörig etwas aushalten müssen. Mit dem Wissen, dass
diese Applikation prädestiniert ist, um die generelle
Ausfallwahrscheinlichkeit der Technik in die Höhe schnellen zu lassen,
unterzieht Durable die Roboter einer engmaschigen Wartung. Zudem nutzt
die Instandhaltung die aktuellen Betriebsdaten, um daraus Prognosen für
eine zustandsorientierte Wartung ableiten zu können.
Roboter-Nachfolger stehen in den Startlöchern
Bei aller Liebe zur bewährten Technik: Der Tag
wird kommen, dass die SD-Serie bei Durable in den Ruhestand geht und die
FR-Serie flächendeckend übernimmt. Und dann? Alles neu? Bis auf die
Programmierumgebung verhält sich der Wechsel nach Erfahrung der Anwender
in der Durable-Produktion recht einfach. „Eine Zelle wurde bereits auf
einen Industrieroboter der aktuellen Serie umgerüstet und mit interner
Kabelführung modernisiert“, berichtet Michael Finke von
Mitsubishi-Electric. Basierte die Programmierung früher auf der einfach
beherrschbaren Sprache Melfa-Basic, sorgen heute eine modernere Sprache
sowie benutzerfreundliche Teaching-Boxen für Komfort bei der
Inbetriebnahme. Zudem bietet die FR-Serie mehr Möglichkeiten der
Optimierung. Und was früher die übersichtliche Bedienungsanleitung mit
Programmierbeispielen war, sind heute leicht verständliche Videos und
Online-Tutorials. |
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| Freunde der Robotik: Michael Finke, Frank Bublies, Kemal Yorulmaz , Frank Schwarzer (von links). |
Einfache Umstellung auf moderne Roboter – wenn der Tag kommt
Ob es die SD-Serie bei Durable noch bis zum
H-Kennzeichen schaffen wird, das lässt sich schwer prognostizieren –
zumal die Roboter der ersten Stunde durch den Mehrschichtbetrieb „sicher
zehn bis zwölf Millionen Takte hinter sich haben“, sagt Frank Bublies.
Der Produktionsleiter sieht dem Tag der Umstellung gelassen entgegen.
Der Wechsel auf die aktuelle Roboter-Generation sei schließlich mit
überschaubarem Aufwand und wenigen Anpassungen in der Anlagen-SPS
verbunden. „Die Umstellung von alt auf neu ist Routine für uns“, sagt
auch Michael Finke. |
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| Bei Durable werden aktuelle Applikationen mit dem neuen Cobot Assista von Mitsubishi Electric getestet. |
Fazit: Retrofit lohnt sich
Alle reden von Nachhaltigkeit. Hier zeigt der
Blick in die Praxis eindrucksvoll, über welch langen Zeitraum
Automatisierungstechnik verlässlich im Einsatz sein kann. Vor diesem
Hintergrund ist diese beispielhafte Applikation auch ein guter Beleg
dafür, gerade im Sondermaschinenbau in Retrofits zu investieren, um
Produktionsmittel zukunftssicher zu halten und damit auch Ressourcen zu
schonen. Auch der Einsatz von standardisierten Schnittstellen leistet
dafür einen wertvollen Beitrag, dass technische Updates ohne
zeitraubende Integrationen möglich sind.
Roboter schaffen Freiräume – und sind selbst leicht integrierbar
Moderne Roboterlösungen gehen heute über klassische Eigenschaften wie
Geschwindigkeit, Präzision und vor allem Wiederholgenauigkeit hinaus.
Als vollintegrierter Teilnehmer komplexer wie vernetzter
Produktionsstrukturen bietet die aktuelle FR-Serie von
Mitsubishi-Electric zum Beispiel Funktionen an, mit denen sich die
Einheiten in Wartungssysteme integrieren lassen – mit dem Ziel einer
zustandsorientierten Überwachung und Verschleißerkennung.
Montageoptionen schaffen Freiraum, die kompakten Einheiten auch hängend
zu installieren, um Platz in einer Applikation zu sparen. Die leichte
Integrationsfähigkeit wird begleitet von etablierten Kommunikations- und
Softwareschnittstellen für die Anbindung an übergeordnete
Steuerungssysteme. |
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