Master Roboter im Einsatz als Qualitätsprüfer

Mehrere Kamerasysteme machen die Zelle ProSwitchtest flexibel und die Zuführung der Bauteile universell.

Dipl.-Ing. (FH) Roland Ambrosch
Msc, Geschäftsführer von ProAutomation

„Mögliche ‚Extravaganzen‘ machen die Zusammenarbeit mit Fanuc nicht nur interessant, sondern lassen unsere Sonderentwicklungen für effizientere Prozessabwicklungen wesentlich leichter umsetzen. Das ist es, was wir an Fanuc als Systempartner so schätzen.““

Das 2010 in Wien gegründete Unternehmen ProAutomation sieht die industrialisierte Welt nicht nur starr durch eine Linse. Gemäß ihrem Namen lässt die Entwicklungsschmiede ihren Blick gerne über den Tellerrand automatisierender Systeme gleiten und projektiert unter einem ganzheitlichen Ansatz neue Technologien und Systeme, die komplexe Robotik-, Steuerungs- und Qualitätssicherungskonzepte mit Methoden der Bildverarbeitung verbinden. Mit dieser Betrachtungs- und Herangehensweise gelingt es ihnen immer wieder, spezielle, anspruchsvolle Produktionsabläufe zu vereinfachen, ihre Flexibilität zu steigern und in Folge deren Produktivität zu erhöhen.

Basis für derartig hohe Zielsetzungen ist für ProAutomation beständige Offenheit und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit Sub-Technologieanbietern – wie beispielsweise aus der Gilde der Robotik. „Hier spielt Fanuc als idealer Partner genau jene Musik, die den Ansprüchen von ProAutomation mehr als nur entgegenkommen. Ist doch Fanuc einer der ganz wenigen Anbieter, der die Steuerungs-, Robotik- und Bildverarbeitungswelten quasi aus einer Hand beherrscht – ganz gleich, in welcher Branche er sich auch bewegt“, erklärt Dipl.-Ing. (FH) Roland Ambrosch, Msc, Geschäftsführer von ProAutomation.

Dank RFID-Tags ist ein Werkzeugwechsel eine Sache weniger Minuten.

Dipl.-Ing. Manuel Ebner
Regional Sales Manager bei Fanuc Österreich

„Die Kombination aus kompakter Bauweise und hoher Grundschnelligkeit machen den LR Mate-Roboter zu einem Basisinvestment bei der Maschinenautomation.“

Automatisiertes Prüfen von Leistungsschaltern

So setzte ProAutomation bei der Entwicklung seiner Roboterzelle ProSwitchtest, die das optische und elektrische Prüfen von Leistungsschaltern ermöglicht, natürlich auf die Systempartnerschaft mit Fanuc und verwendet für die Handhabung der zu prüfenden Bauteile den Fanuc Roboter LR Mate 200 iD.

ProSwitchtest basiert auf der von ProAutomation entwickelten Basis-Roboterzelle PROCELL. Durch die Integration von bereits standardisierten Prozess-Modulen ist der Handhabungsprozess mit flexibler, automatisierter Zuführung der Einzelteile rasch und prozesssicher umsetzbar, da die zugeführten Produkte zum aktuellen Auftrag abgeglichen werden.

Der Fanuc Roboter LR Mate 200 iD schafft in seinem Bewegungsradius eine Reichweite von 550 mm – genau richtig, damit die Handhabung der Leistungsschalter bei ihrer Prüfung in der Zelle störungsfrei abgewickelt werden kann.

Optische Prüfung mit Zustandsbeschilderung

Dabei erfolgt die optische Prüfung der Leistungsschalter von oben und unten über drei Kamerasysteme – gecheckt werden die baulich unterschiedlichen Leistungsschalter mit verschiedener Polzahl hinsichtlich vollständiger Montage, Funktion und Hochspannung. Ist die optische Prüfung durchgeführt, werden die Leistungsschalter mit variabel bedruckten Etiketten versehen, die Auskunft über den jeweiligen Bauteil-Zustand geben. Wird dabei beispielsweise im Prüfdurchlauf festgestellt, dass ein zu etikettierende Leistungsschalter fehlerhaft ist, wird dieses Teil automatisch ausgefördert und mit einer Fehlerbeschreibung entsprechend versehen. Übrigens, die Prüfung erfolgt in ziemlich rasantem Tempo – 10 Sekunden dauert dieser Durchlauf maximal – das wäre in manueller Art und Weise in dieser Zeit, Genauigkeit und mit einer derartigen Zuverlässigkeit nicht zu schaffen.

Mit ProSwitchtest werden Leistungsschalter geprüft, Messungen protokolliert und anschließend markiert.

Intelligente Datenanbindung à la Industrie 4.0

Darüber hinaus bietet eine intelligente Datenanbindung der Kameras die Protokollierung aller relevanten erkannten Bauteil-Informationen und erlaubt die Abrufung dieser bis hinauf zu einem Warenwirtschafts- wie auch ERP-System. So erfolgen nicht nur die Auftragsabarbeitungen der zu prüfenden Leistungsschalter per Abfrage über die Steuerung. Nebenbei können auch deren Order- und Lieferstände jederzeit abgeholt werden und ihre Rückverfolgbarkeit ist ebenso lückenlos gewährleistet.

Umsichtige wie flinke Bauteile-Handhabung

Für die Zu- und Abführung der unterschiedlichen Leistungsschalter in der Prüfzelle kommt – wie bereits erwähnt – ein Fanuc Roboter LR Mate 200 iD zum Einsatz. Entschieden hat sich ProAutomation für diesen Roboter aus mehreren Gründen. Der LR Mate 200 iD weist zum einen, die als Grundvoraussetzung äußerst wichtige Eigenschaft einer Kinematik auf, die optimal auf die Bedingungen in engen Gehäusen abgestimmt ist. So hat Fanuc sich bei der Kreierung des LR Mate 200 iD einige Gedanken gemacht, um solchen Voraussetzungen entsprechen zu können: Um ihn in sämtlichen baulich engen Maschinen integrieren zu können, wurde dem LR Mate 200 iD der „Bauch wegtrainiert“. Und selbst der Roboter-Sockel am Montageflansch wurde auf 160 x 160 mm reduziert, damit sowohl Boden-, Wand- als auch Deckenmontage möglich sind. Darüber hinaus erleichtert – im wahrsten Sinn des Wortes – seine Masse von 20 kg auch noch seine Montage. Beinahe grazil wirkt das Handgelenk des LR Mate 200 iD – es ist äußerst rank und schlank gestaltet – was im kompakten Bauraum der Zelle von ProSwitchtest einen sichtlichen Vorteil bringt. So bringt es der LR Mate 200 iD in seinem Bewegungsradius auf eine Reichweite von 550 mm – genau richtig, damit die Handhabung der Leistungsschalter bei ihrer Prüfung in der Zelle störungsfrei abgewickelt werden kann. Was grazil und schlank ist, arbeitet auch flotter – so lässt sich auch die Achsgeschwindigkeit des LR Mate tunen – den üblichen Prüfzyklus (25 mm/300 mm/25 mm) schafft der Standard-Typ in 0,32 s. Das sind 188 Zyklen pro Minute. In der Version 4S sind es 176 Zyklen pro Minute.

„Die Kombination aus kompakter Bauweise und hoher Grundschnelligkeit machen den LR Mate-Roboter zu einem Basisinvestment bei der Maschinenautomation“, erklärt Dipl.-Ing. Manuel Ebner, Regional Sales Manager bei Fanuc Österreich. „Dazu kommt, dass im Fall der Prüfzelle ProSwitchtest die zu handhabenden Bauteile nicht einmal 1 kg schwer sind und unser LR Mate aber bis zu 7 kg schwere Teile hantieren kann. Das sind alles Faktoren, die eine beschleunigte Abarbeitung der Prüfszenen durch den Roboter unterstützen.“

Werkzeugwechsel: Eine Sache weniger Minuten

Zu einer flotten Abarbeitung von Prüfvorgängen solch mannigfacher Leistungsschaltern empfiehlt sich aber auch, dass ein Werkzeugwechsel nicht allzu lange dauert. Die Entwickler bei ProAutomation haben sich deshalb dazu ihre Gedanken gemacht. Roland Ambrosch erklärt dazu: „Die unterschiedlichen Bauteile-Ausführungen von Leistungsschaltern erfordern in ziemlich rasch folgenden Zykluszeiten eine ebenso rasch mögliche Umrüstung der Werkstückträger. Das haben wir mit dem Einsatz von RFID-Tags gelöst – dadurch dauert ein Werkzeugwechsel – der manuell erfolgt – nur wenige Minuten. Derart schnell können auch die verschiedenen Prüfeinrichtungen getauscht werden.“

Vernetzbare Kommunikation ist alles

Übrigens, seit gut zwei Jahren verfügen Fanuc-Roboter – und damit auch der LR Mate 200iD –über eine FL-Net- und eine Ethernet-Schnittstelle, so dass die Einbindung in ein übergeordnetes Netzwerk problemlos funktioniert. Dies ist besonders für größere Anlagen interessant, bei denen mehrere Maschinen-Steuerungen und Roboter miteinander kommunizieren.

Um gerade die Bedienung des Systems Maschine und Roboter noch einfacher zu gestalten, hat Fanuc die Funktion Robot Connection entwickelt. Ist der Roboter im System eingerichtet, kann der Maschinenbediener mit dieser Funktion in der Maschinen-Steuerung ein Menü aufrufen, das ihm wichtige Informationen zum Zustand des Roboters liefert wie z. B. Wartungsaufgaben oder Alarme. Er kann auch Programme auswählen, laden und den Roboter ansteuern, ohne die separate Robotersteuerung direkt bedienen zu müssen. Das spart Zeit und erhöht die Sicherheit im Umgang mit dem Roboter.

„Im Prinzip funktioniert der Zugriff auch umgekehrt: Im Bediengerät des Roboters ist ein Menü zu öffnen, das den Zugriff auf die Maschinen-Steuerung ermöglicht. Das ist vor allem in der Produktionsvorbereitung beim Einrichten des Roboters hilfreich, wenn der Programmierer Informationen über den Zustand der Maschinenachsen benötigt, um mögliche Konflikte rechtzeitig zu erkennen“, erklärt Manuel Ebner den Bedienkomfort der Fanuc Roboter. Und Roland Ambrosch fügt sichtlich zufrieden hinzu: „Derartig mögliche ‚Extravaganzen‘ machen eben die Zusammenarbeit mit Fanuc nicht nur interessant, sondern lassen unsere Sonderentwicklungen für effizientere Prozessabwicklungen wesentlich leichter umsetzen. Das ist es, was wir an Fanuc als Systempartner so schätzen.“

Übrigens, dass Roland Ambrosch mit seinem Systempartner Fanuc mehr als zufrieden ist, bezeugt nicht nur seine Begeisterung, sondern auch die namhafter Kunden von ProAutomation, welche sich beispielsweise auf ProSwitchtest in ihrer Qualitätsprüfung voll und ganz verlassen können …

www.fanuc.at