Etwa 380 Mitarbeiter beschäftigt der holländische Elektronikriese Philips am Standort Klagenfurt, 180 Beschäftigte stellen in der Produktion vorrangig Haar- und Bartschneider her. „Der Schleifprozess der Schneidmesser gehört dabei zu den zeit- und kostenintensivsten Arbeitsschritten in der Produktion. Deshalb sind alle Schleifmaschinen bereits seit Jahren automatisiert“, berichtet Christian Rassi, Lead Engineer Tool Design bei Philips Consumer Lifestyle. „Jetzt wollten wir den entscheidenden Schritt weiter gehen und die Prozesse Teilevereinzelung und Zuführung sowie Maschinenautomation vollautomatisiert mit zwei Robotern an einer Anlage verketten.“
Die Herausforderung: Ein erster Roboter soll die Schneidmesser, die die Anlage als Schüttgut erreichen, über einen AnyFeeder vereinzeln und in einer Bestückungsleiste einem zweiten Roboter bereitstellen, der dann die Maschinenbeschickung sowie Entnahme, Reinigung und Vereinzelung der Fertigteile übernimmt. Das Anforderungsprofil an die beiden Roboter könnte dabei unterschiedlicher nicht sein, wie Rassi betont: „Für die Vereinzelung der Schüttgutteile mit anschließender Bestückung der Magazine kommt aufgrund der geforderten Taktzeiten nur eine hochpräzise High-Speed-Kinematik in Frage. Für die Beschickung der Schleifmaschine hingegen benötigen wir einen robusten, voll gekapselten Sechsachser mit großer Reichweite. Und natürlich sollten beide Roboter von einem Hersteller stammen.“
Verantwortliche kennen den Markt sehr genau
Die Auswahl der geeigneten Roboter hat man sich bei Philips nicht leicht gemacht, die Verantwortlichen kennen den Markt sehr genau. Die Entscheidung fiel auf Stäubli Roboter: „Stäubli hat mit dem Sechsachser TX90L einen bewährten Roboter für die Automation von Werkzeugmaschinen im Programm. Und der Fast Picker TP80 erfüllt mit seiner beeindruckenden Dynamik und Präzision exakt die Anforderungen für den Einsatz in der Zuführstation. Diese Kombination aus zwei perfekt geeigneten Robotertypen konnte kein anderer Hersteller bieten“, so Rassi.
Nach der Auswahl der Komponenten stand die Realisierung des Projektes auf dem Programm. Diese erfolgte als Koproduktion der hauseigenen Philips-Konstruktionsmannschaft und Vipro Automatisierung, die seit vielen Jahren mit der Instandhaltung aller Mägerle-Schleifmaschinen in Klagenfurt betraut ist und sich in dem Projekt um Montage, Programmierung und Inbetriebnahme kümmerte.
Anspruchsvolle Konstruktion
Die konstruktiven Anforderungen an die Anlage waren überaus anspruchsvoll: So muss die Automation aufgrund der vielen unterschiedlichen Varianten hochflexibel und in kürzester Zeit umzurüsten sein, durfte aber gleichzeitig nur ein Minimum an Platz beanspruchen. „Wir haben hier in der Produktion mit ernsten Platzproblemen zu kämpfen und deshalb mussten wir so raumeffizient wie nur möglich vorgehen“, bekräftigt Rassi. Der Blick auf die Anlage beweist, dass kein Zentimeter Platz verschenkt wurde. Pfiffige, raumsparende Lösungen wie die von beiden Robotern optimal anzufahrende Übergabeposition der Bestückungsleiste sowie der integrierte Greiferbahnhof auf der Rückseite der Zelle verraten die kundige Hand der Ingenieure.
Nur der Fast Picker arbeitet schnell genug
Der Prozess startet mit der Zuführung der Schneidmesser als Schüttgut über einen Anyfeeder, der dem TP80 vereinzelte Schneidmesser auf einem Zuführtisch bereitstellt. Der Fast Picker erhält die Positionsdaten der Teile von einem deckenmontierten Kamerasystem. Er greift das Teil ab und legt es in eine Bestückungsleiste ein.
Damit sich dieser Arbeitsschritt nicht zum Flaschenhals entwickelt, muss der TP80 sein Dynamikpotenzial voll ausspielen. Rassi: „Nur der Fast Picker erreicht die geforderten Zykluszeiten. Mit einem konventionellen Scara wäre dies nicht möglich.“ Zudem verlangt die Bestückung höchste Präzision. Die Fixierung der Klingen im Magazin geschieht über zwei winzige Stifte, auf die der TP80 die Teile im Toleranzbereich von zwei Hundertstel Millimeter auflegen muss.
Ist das Magazin komplett mit Schneidmessern bestückt – je nach Variante sind das 54 bis 96 Teile –, legt es der TX90L in die Vorrichtung der Mägerle-Schleifmaschine ein. Danach fährt der Roboter mit einem spachtelähnlichen Werkzeug über die komplette Bestückungsleiste, um sicherzustellen, dass alle Schneidelemente exakt aufliegen und kein Teil übersteht.
Nach der Schliefbearbeitung entnimmt der Sechsachser die Bestückungsleiste und fährt eine Teilereinigungsstation an. Anschließend greift der TX90L mit einem Sauggreifer die gereinigten Teile von der Bestückungsleiste ab und legt sie in große Magazine, die eine Kapazität von rund 1000 Teilen aufweisen. Die notwendigen Greiferwechsel für die unterschiedlichen Tätigkeiten des TX90L erfolgen vollautomatisch über ein Werkzeugwechselsystem.
Auch für den TX90L bestehen hohe Anforderungen, da die Bestückungsleisten sehr lang sind und das Einsetzen in die Spannvorrichtung der Schleifmaschine eine hohe Genauigkeit erfordert. Zudem muss der Roboter Schleifstaub und Kühlschmierstoffen trotzen, was ihm aufgrund seiner voll gekapselten Bauweise bestens gelingt.
Stäubli Robotics (Deutschland)
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