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Kleine Scara-Roboter, die für leichte Kommissionier- und Verpackungsaufgaben ausgelegt sind, können kosteneffizient sowie zusätzlich zu menschlichen Inspektoren eingesetzt werden, um Produktivität und Qualität zu steigern. Für optimale Ergebnisse ist die Abfolge der Prozessschritte anpassbar.
Steigerung von Durchsatz und Qualität
Ein Hersteller von Spritzgussteile für industrielle Anwendungen benötigte einen schnelleren Qualitätskontrolleprozess. Als Lösung wurde ein Scara-Roboter der Serie YK-XE von Yamaha Motor Europe 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 konnten, bevor die Ursache ermittelt war.
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 der Scara-Famile zählt die omnidirektionale Serie YK-TW, die große Palettenformate ermöglicht.
Einsatz eines Bildverarbeitungssystems
In einem anderen Fall ging es um ein Unternehmen, das große Stückzahlen elektronischer Anzeigen herstellte, die in der Kfz-Instrumentierung verwendet werden. Das Anzeigegerät besteht aus einer bestückten Leiterplatte, einem Zeigermechanismus, einem siebgedruckten Zifferblatt und elektrischen Steckverbindern. Das Team wollte die Produktionsleistung durch den Einsatz von Scara-Robotern steigern, um die montierten Einheiten, die von der Produktionslinie kommen, schnell zu entnehmen und zu palettieren. Die Paletten werden dann zur nächsten Verarbeitungsstufe transportiert.
Klar wurde, dass nur ein Bildverarbeitungssystem die korrekte Ausrichtung der Komponenten sicherstellen konnte für eine fehlerfreie Palettierung. Das Roboter-Bildverarbeitungssystem RCXiVY2+ trug entscheidend zur Meisterung dieser Herausforderung bei. Kamera-Management und Bildverarbeitung sind in die RCX340-Steuerung integriert, auf der auch die Roboteranwendung läuft. Die Kamera kann am Roboter befestigt oder an einer eigenen Halterung montiert werden. Das System verfügt über spezielle Bildverarbeitungsbefehle, die die Programmierung vereinfachen. Die Einrichtung kann in nur acht Minuten nach dem Einschalten und Abschluss der automatischen Kalibrierung abgeschlossen werden. Darüber hinaus ermöglicht eine dedizierte Busleitung hohe Datenübertragungsraten und vermeidet so die Latenzzeit, die die Leistung herkömmlicher Systeme oftmals beeinträchtigt hat.
Die Roboter-Bildverarbeitung kann zahlreiche industrielle Prozesse verbessern. Neben der Verfolgung von Produkten, die von einem Transportband entnommen werden sollen, hilft sie auch bei der Ausrichtung von Teilen für deren anschließende Palettierung. Weitere Anwendungen sind das Anbringen von Etiketten auf Bauteilen, so dass sie auf jedem Teil an der gleichen Stelle und in der gleichen Ausrichtung angebracht werden – auch wenn die eingehenden Werkstücke unregelmäßig angeordnet sind.
Die Bildverarbeitung kann zudem Prozesse wie das Auftragen von Verbrauchsmaterialien wie Klebstoff oder Flüssigdichtung unterstützen, indem sie erkennt, ob das Werkstück schräg liegt und es ermöglicht, die Auftragungskoordinaten zu korrigieren. Generell kann die Bildverarbeitung Montageaufgaben wie das Verschrauben verbessern, indem sie die Position von Befestigungslöchern schnell erkennt und sie kann dazu beitragen, die korrekte Ausrichtung von Teilen vor dem Einsetzen oder Fügen sicherzustellen.
Die geringen Kosten kleiner Scara-Roboter für leichte Produktions- und Verpackungsaufgaben ermöglichen flexible Ansätze zur Einführung der Automatisierung. 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, selbst bei kleineren Stückzahlen oder Low-cost Anforderungen noch lohnenswert. 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.
