Konstruktion einer Roboteranlage für die RIESTER GmbH

Einen Fortschritt voraus – Ein Ausblick der Firma CONWEX auf die Technik von Morgen

Konstruktion einer Roboteranlage – CONWEX zeigt sich taktsicher.

Heute wollen wir einen Einblick geben in ein spannendes Projekt, das getreu dem Motto des Blogs – Einen Fortschritt voraus – in Zusammenarbeit mit der Fa. Riester GmbH seinen Abschluss gefunden hat: Die Automatisierung der Endmontage diversen Leitungen.

Bei diesem doch sehr umfangreichen Projekt hatten wir die Chance uns gemeinsam mit dem Team der Riester GmbH einigen interessanten Herausforderungen zu stellen. Das Ziel: Die Entwicklung einer flexiblen Gesamtanlage in der alle Montage- und Prüfprozesse für unterschiedlichste Produktvarianten und unterschiedlichste Leitungsformen prozesssicher durchgeführt werden können. Über 10 verschiedene Arten des Produkts waren von Beginn an im Portfolio.

Durch die Aneinanderreihung mehrerer Roboterstationen sollte die nötige Flexibilität im Handling der Leitungen geschaffen werden. Besonders die Analyse der vielen Greifposition in Verbindung mit den unterschiedlichsten Werkstückträgern war sehr umfangreich. Am Ende wurden hier über 285 Roboterpositionen vorsimuliert.

Spannend: 3D Druck als Problemlöser.

Einige Greifpositionen waren schwer zu erreichen oder haben an der ein- oder anderen Stelle etwas Unterstützung benötigt um die Prozesssicherheit zu Gewährleisten. Hier kamen komplexe 3D-Druckgreifer als Zusatzgreifer zum Einsatz, um die Leitung und Ihre Komponenten zu stützen.

©lennykuhne / unsplash.com

Konstruktion

Konstruktion und Entwicklung mehrerer Stationen, sowie die Konstruktion der Werkstückträger inkl. Wechselteile und Einlegestationen.

Simulation

Simulation und Analyse von 200 Roboter- und Greifpositionen für alle Produkte und Varianten.

3D-Druck

Entwicklung und Konstruktion von 3D-Druck Greifern.

Sonstiges

Projektmanagement inkl. Variantenplanung, Lieferantenbetreuung und ständige Projektbegleitung in sehr enger Zusammenarbeit mit der Firma Riester GmbH.

Fertigung und Montage.

Die Firma Riester GmbH ist mit Ihrer internen Fertigung exzellent aufgestellt. Aufgrund der Menge an konstruierten Bauteilen und Baugruppen konnten wir, um einen schnellen und unkomplizierten CAD-Datenaustausch zu gewährleisten, gemeinsam mit dem Team der Firma Riester ein direktes Onlineportal an den Start bringen. Hier wurden die Teile vom CONWEX-Fertigungsportal auf direktem Weg ins CAD/CAM System und somit auf schnellstem Wege auf die Maschine gebracht.

Für Einzelteile wurde für Passungen und Toleranzen ein Farbsystem entwickelt, dass es möglich machte ohne Fertigungszeichnungen zielgerichtet und flexibel zu reagieren. Versuchsbaugruppen konnten so innerhalb weniger Tage (Manchmal noch am selben Tag) fertiggestellt und getestet werden.

Dieses Portal kam auch zum Austausch der Simulationsdaten und Roboterpositionen zum Einsatz.

Sensortechnik und Prozesssicherheit.

Bei dieser doch sehr hohen Anzahl an teilweise total unförmigen und in alle Richtungen gebogenen Produkte und deren flexiblen Montagprozessen ist die Herstellung der Prozesssicherheit durch Abfragen und Sensortechnik eine Mammutaufgabe.

Alle Konstruktionen, insbesondere die Konstruktion der Werkstückträger inklusive unterschiedlichster Abfragen, waren hier nur in engster Abstimmung mit der Steuerungstechnik und Elektronik umsetzbar.

Ein großer Teil des Ganzen.

Zunächst einmal gilt es die Frage zu klären, wie man eine so komplexe Problemstellung wie die der Leitungszusammensetzung im Rahmen einer Fließbandmontage überhaupt angehen kann ohne dabei Kosten/Nutzen aus den Augen zu lassen. Schließlich soll das Ziel einer jeden Automatisierung sein, einen ganz realen, namentlich monetären, Mehrwert zu generieren.

Relativ schnell war klar, dass dies nur über die Integration eines Multi-Carrier-Systems in Kombination mit den flexiblen Roboterzellen abgewickelt werden konnte.

Hierzu ein kurzer Exkurs zur Frage „Was ist eigentlich so ein Multi-Carrier-System?“

Bilder sagen häufig mehr als Worte, deshalb in der Folge ein kurzes Produktvideo des Projekts, produziert in einer Kooperation vom Hersteller des Systems, Siemens, und der Riester GmbH.

Ein Multi-Carrier-System bietet für eine Fließbandmontage also den Vorteil, dass Takte nicht mehr aufwendig umgesetzt und neuprogrammiert werden müssen. Stattdessen werden die Werkstücke auf magnetische Träger gesetzt, die auf dem Magnetband in hoher Geschwindigkeit und mit extremer Präzision auf jede Position verfahren können.

Dies bringt dem Anwender eine hohe Flexibilität bei der Abfolge der Prozesse sowie, aufgrund der angesprochenen Flexibilität, Einsparungen bei den Faktoren Zeit und Geld, da keine Umtaktung der Montagelinie notwendig ist. Stattdessen können die einzelnen Stationen bei Bedarf entweder neusortiert oder einzeln umprogrammiert bzw. an ein theoretisches neues Werkstück angepasst werden.

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Ein voller Erfolg.

Am Ende hat sich der Aufwand mehr als gelohnt. Ein Prozess, der bisher nur manuell vorstellbar war, konnte durch Einbindung der aktuellsten Entwicklung automatisiert werden. Zukünftige Neuentwicklungen können mit der bestehenden Anlage mittels Neukonfiguration und notwendigen Know-how einfach und effizient eingebunden werden.

Eine wichtige Rolle spielte zur Umsetzung auch das sehr erfahrene Team der Software- und Steuerungstechnik. Bei diesem Projekt war von der ersten Besprechung an klar, dass hier mit der gesamten Belegschaft auf hohem Niveau Ideen, Abläufe und Prozesse entwickelt und diskutiert werden können. Ideen wurden sehr schnell getestet und verfeinert, was Schlussendlich den Weg für eine kundenorientierte Lösung geebnet hat.

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