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Ein Roboter bekommt Augen

: Yaskawa


Eine schnelle und zuverlässige Bereitstellung von Bauteilen für Montageprozesse ist unerlässlich. Speziell für leichte Kleinbauteile hat flexfactory (CH) den mit Servomotoren angetriebenen Anyfeeder entwickelt. Dieser Rüttelförderer ist mit einem Visionsystem ausgestattet, welches die Lage der Bauteile auf dem Feeder erkennt. Um die bereitgestellten Bauteile abzunehmen, ist ein Industrieroboter erforderlich. Müssen die Bauteile auch noch in eine Vorrichtung gelegt werden, bietet sich ein 6-Achser an.

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Motoman-Roboter mit Feeder und Cognex-Bildverarbeitung.

Motoman-Roboter mit Feeder und Cognex-Bildverarbeitung.

In einige der von Joma Polytec Kunststofftechnik (D) hergestellten Bauteile müssen nach dem Spritzen vollautomatisiert metallische Buchsen eingepresst werden. Die Herausforderung besteht darin, die mehr als 100 verschiedenen Einpressbuchsen für die eigens gebaute Einpressstation bereitzustellen und einzulegen.

Die Anforderungen an Motoman waren sehr sportlich – neun Bauteile sollten innerhalb von maximal 18 Sekunden – besser noch 15 Sekunden – vom Feeder abgegriffen und anschließend in die Einpressstation gelegt werden. Für diese Aufgabe wurde von Motoman der HP3XF ausgewählt, weil er durch seine Reichweite und Geschwindigkeit überzeugte. Darüber hinaus sind noch zwei Motoman-HP20 in die Zelle integriert. Ein HP20 legt das Spritzgussteil in die vom HP3XF bestückte Einpressstation, der andere Roboter entnimmt das fertig gepresste Teil und stapelt es ab.

Hohe Flexibilität

Aufgrund der hohen Teilevielfalt musste die Zuführung sehr flexibel gestaltet werden. Deshalb entschied sich Joma Polytec gegen herkömmliche Wendelförderer und für den Anyfeeder. Ein entscheidender Vorteil des durch Servomotoren angetrieben Anyfeeders gegenüber einem Wendelförderer ist die hohe Teilevielfalt, die damit bewältigt werden kann. Jedes Bauteil wird im Kamerasystem einmalig eingelernt und in einem Job abgespeichert. Bei einer Umstellung der Produktion und einem damit verbundenen Bauteilwechsel wird nur der entsprechende Job auf die Kamera geladen und die Produktion kann weiterlaufen. Aufwändige mechanische Umbauten
an der Anlage entfallen gänzlich.

Schneller Wechsel

Neben der geringen Zykluszeit wurde von Joma Polytec zudem eine sehr hohe Prozesssicherheit gefordert, was den Einsatz eines zweiten Feeders notwendig machte. Dadurch kann die Produktion komplett aufrechterhalten werden, während der zweite Förderer bereits mit neuen Bauteilen eines anderen Typs befüllt wird. Die Lage in X und Y sowie der Drehwinkel der Bauteile auf dem Feeder wird von einer Cognex In-Sight Kamera erkannt und an den Roboter übermittelt. Dabei kamen erstmals die eigens von Motoman für die Kommunikation mit Cognex-Kameras programmierten Makrojobs zum Einsatz. Die Herausforderungen des Roboters lagen in der kurzen Zykluszeit, sowie dem u. U. mehrmals erforderlichen Feederwechsel während eines Bestückungsvorgangs. Falls ein Feeder gerade keine Teile bereitstellen kann, müssen die Buchsen vom zweiten Feeder abgegriffen werden. Ein eigens dafür programmierter Makrojob macht auch diesen Vorgang möglich.

Um zusätzlich Zeit bei der Kommunikation mit der Kamera zu sparen, wird diese komplett in einem Paralleljob abgearbeitet. Der Roboter weiß beim Ablegen des Bauteils bereits von welchem Feeder das nächste Teil abgegriffen werden muss und wo es liegt. Dadurch kann die gewünschte Zykluszeit von 15 Sekunden erreicht bzw. teilweise sogar noch unterboten werden.

Hervorragende Zusammenarbeit

Durch die sehr gute Zusammenarbeit mit flexfactory wurde schnell ein Versuchsaufbau bei Motoman realisiert. Dadurch konnte der Kunde überzeugt werden, dass das geplante Konzept aufgeht. Darüber hinaus wurde durch eine Anpassung der Standard Makrojobs an die Kommunikation mit dem Feeder eine „Plug&Play“-Schnittstelle geschaffen. Diese Anpassung, sowie die Bereitstellung eines Rumpfjobs für den Motoman-Roboter, soll zukünftig die Einrichtzeit eines
Anyfeeder-Systems auf ein Minimum reduzieren.

Denn auch in Zukunft werden Motoman und flexfactory eng zusammenarbeiten. Die erste Anlage ging im April 2009 bei Joma Polytec in Betrieb und bereits weitere, vollautomatisierte Einlegestationen sind geplant – mit Motoman-Robotern und Anyfeedern von flexfactory.

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