Viele Unternehmen schätzen noch immer menschliche Fähigkeiten wie Geschicklichkeit und Sehkraft für Aufgaben wie z. B. die Inspektion, vor allem, wenn Gegenstände schwierig zu handhaben sind – z. B. Kunststoff-Formteile oder Textilien – und Fehler leicht zu sehen oder zu fühlen sind. Dies kann Unternehmen vor ein großes Dilemma stellen. Eine vollständige Automatisierung ist möglicherweise technisch machbar, wenn auch übermäßig teuer. Wenn das Produktionsvolumen oder der Stückpreis der produzierten Artikel niedrig ist, kann die prognostizierte Investitionsrendite für die Automatisierung inakzeptabel gering sein.
Kleine SCARA-Roboter, die für leichte Kommissionier- und Verpackungsaufgaben ausgelegt sind, können hier helfen.
Steigerung von Durchsatz und Qualität
Kürzlich half Yamaha einem Kunden, der Spritzgussteile für industrielle Anwendungen herstellt, ein Problem bei der Qualitätskontrolle zu überwinden, das die Produktivität behindert hatte. Als Lösung wurde ein SCARA-Roboter der Serie YK-XE von Yamaha mit dem Bildverarbeitungssystem RCXiVY2+ und einem elektrischen Greifer der Serie YRG eingesetzt, der die Mitarbeiter bei der Prüfung der Formteile unterstützt. Mit Hilfe des Roboters waren die Inspektoren in der Lage, Gussfehler zu erkennen und deren Ursachen präzise zu ermitteln, so dass sie schnell behoben werden konnten. Zusätzlich zur Qualitätsverbesserung trug die Einbeziehung des Roboters in den Prozess auch zur Steigerung der Produktionsleistung bei.
Das Problem der Qualitätskontrolle ergab sich aus der Tatsache, dass ein einziger Mitarbeiter für die Inspektion und Verpackung der Artikel verantwortlich war, die von einer Spritzgussmaschine mit mehreren Formnestern produziert wurden. Ein Entnahmeroboter übernimmt am Ende eines jeden Spritzgießzyklus alle Teile aus der Maschine und legt sie auf ein Transportband. Das Transportband lässt alle Formteile in einen Behälter fallen, aus dem der Bediener eines nach dem anderen entnimmt, prüft und palettiert.
In dieser Situation ist es für den Prüfer unmöglich, wiederkehrende Fehler auf die verursachende Kavität in der Spritzgießmaschine zurück zu verfolgen. Dies führte dazu, dass eine große Anzahl fehlerhafter Einheiten produziert werden konnte, bevor die Ursache ermittelt war, was zu einer Verschwendung von Ressourcen führte und außerdem die Möglichkeit erhöhte, dass fehlerhafte Einheiten das Werk verlassen konnten.
Um die Qualitätskontrolle zu verbessern, müsste die jeweilige Kavität, aus der ein fehlerhaftes Teil stammt, identifiziert werden. Dies übersteigt die Möglichkeiten eines einzelnen Mitarbeiters, der unter dem Druck steht, die Artikel mit einer Geschwindigkeit zu entnehmen und zu verpacken, die mit der Produktionsleistung kompatibel ist. Ein anderer Ansatz könnte darin bestehen, jedes Formteil zu prüfen, wenn es aus seiner Kavität ausgeworfen wird, bevor es zusammen mit den anderen Teilen auf das Transportband gelegt wird. Dies würde wahrscheinlich mehrere Prüfer erfordern, was die Gesamtkosten der Herstellung erhöhen würde.
Yamahas YK-XE SCARA-Roboter bot eine Lösung, die es ermöglichte, Artikel mit hoher Geschwindigkeit zu palettieren und direkt vom Transportband zu entnehmen. So konnten sie in der gleichen Reihenfolge bleiben, in der sie aus ihren Kavitäten kamen. So wurde jeder geprüfte und für fehlerhaft befundene Artikel direkt der verursachenden Kavität zugeordnet, was eine schnelle Behebung der Ursache ermöglicht. Das integrierte Bildverarbeitungssystem RCXiVY2+ kann gleichzeitig die Position und Ausrichtung von bis zu 100 Teilen auf dem Transportband verfolgen, damit der Roboter jedes Formteil schnell und präzise aufnimmt und palettiert.
Die Serie YK-XE SCARA umfasst Roboter für Traglasten bis zu 10 kg und bietet Armlängen zwischen 400 mm und 710 mm an. Diese Roboter helfen Fabriken bei der Einführung der Robotertechnologie zu erschwinglichen Kosten. Dabei bieten sie wertvolle Funktionen wie eine großzügige Verkabelung und pneumatische Schläuche zur Steuerung der Endeffektoren an. Diese können durch Achsen und Verschlusskappen hindurchgeführt werden, was den Komfort erhöht und vor Bruch und Unterbrechung der Verbindungen schützt. Die Beschleunigung des Roboterarms wird automatisch an das Gewicht der Nutzlast angepasst, um eine maximale Geschwindigkeit zu gewährleisten und Vibrationen zu vermeiden, was eine hohe Genauigkeit ermöglicht. Zu den weiteren Serien von Yamahas SCARA-Famile zählt die omnidirektionale Serie YK-TW, die große Palettenformate ermöglicht.
Fazit
Die geringen Kosten kleiner SCARA-Roboter für leichte Produktions- und Verpackungsaufgaben ermöglichen flexiblere Ansätze für die Einführung der Automatisierung in der Industrie. Geschwindigkeit, Genauigkeit und Zuverlässigkeit sind bekannte Stärken von Robotern. Bei durchdachter Anwendung können sie zusätzlich Informationen liefern, die zur Verbesserung der Prozesssteuerung sowie zur Aufrechterhaltung des Produktionsflusses beitragen – eine weitere Möglichkeit zur Steigerung der Produktivität. Da kleine SCARA-Roboter flexible Automatisierung kostengünstiger denn je ermöglichen, lassen sie sich auch bei kleineren Stückzahlen oder Low-cost Anforderungen vorteilhaft einsetzen.
Die industrielle Bildverarbeitung ist bei vielen Handhabungs- und Verpackungsanwendungen eine entscheidende Ressource. Die Verlagerung der Bildverarbeitungssteuerung mit robotik-spezifischen Bildverarbeitungsbefehlen in den Roboterbereich kann die Integration beschleunigen und vereinfachen sowie die Systemleistung verbessern.
Unternehmen aller Größenordnungen können nun Roboter in ihre Aktivitäten einbinden und sie zur Unterstützung der Mitarbeiter sowie zur Beschleunigung sich wiederholender oder monotoner Aufgaben einsetzen.
