APAS family: Flexibles Fertigungskonzept für die wandlungsfähige Fabrik von morgen

Bosch verwirklicht wandelbare Automation

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Mit der APAS family bietet Bosch ein neuartiges Fertigungskonzept für die wandlungsfähige Fabrik von morgen. Basierend auf mobilen, eigensicheren, vernetzbaren und konfigurierbaren Prozessmodulen ermöglicht die APAS family eine schnelle Reaktion auf Stückzahlschwankungen, die Integration von zusätzlichen Prozessen und die Konfiguration agiler Fertigungsinseln.

Die Produktion ist im Umbruch und verlangt nach wandelbarer Automation. Vor allem der Trend zur Individualisierung von Produkten ist die treibende Kraft auf dem Weg in eine flexible und vernetzte Produktion, in der kleinere Fertigungslose und reduzierte Produktlebenszyklen das Bild der klassischen Automatisierung verändern werden. Schnelle, variable und flexible Maschinen und Einrichtungen werden benötigt, um auf neue Marktanforderungen in Echtzeit reagieren zu können. Die Fabrik von morgen muss die vorhandenen klassischen Maschinen und Einrichtungen ergänzen, erweitern und über flexible Prozesse vervollständigen.

Mit APAS lassen sich Kleinserienfertigungen ad-hoc aufbauen, basierend auf Erstprojektierungen mit kurzen Planungs-, Entwicklungs- und Inbetriebnahmezeiten. Das Fertigungskonzept der APAS family ermöglicht eine Teilautomatisierung, das schnelle und einfache Hinzufügen von Prozessen, die Fertigung kleiner Lose sowie die Durchführung optionaler Qualitätsüberprüfungen im Takt bzw. von Chargen in Losen. Dabei sind die agilen, kompakt konstruierten Assistenzsysteme ortsunabhängig und frei positionierbar, so dass keine dauerhafte Ausrichtung am Arbeitsplatz erforderlich ist.
Je nach Bedarf lassen sich die standardisierten Produktions-Assistenten sowohl als Einzelanwendungen (stand-alone) als auch zu Fertigungsinseln kombiniert einsetzen. Dadurch ergeben sich vielfältige Möglichkeiten. Sollten sich die Bedingungen innerhalb der Fertigung ändern, lassen sich die Produktions-Assistenten schnell für neue Aufgaben konfigurieren. Programmierkenntnisse sind dank grafischer Bedienoberfläche und dialoggesteuerter Software nicht erforderlich.
Einmal erlernte Aufgaben können in einer dafür vorgesehenen Cloud gespeichert und bei Bedarf orts- und zeitunabhängig abgerufen werden. Dies garantiert schnelle Verfügbarkeit und erhebliche Kostenersparnisse. Somit sind die Produktions-Assistenten gerade im Bereich der nachträglichen Automatisierung wertvolle Unterstützer. Mit ihnen können bestehende Produktionslinien ohne große Veränderungen des Maschinen-Layouts schnell und einfach nachträglich automatisiert werden.
Das Konzept der APAS family basiert auf einer mobilen Prozessplattform, dem APAS base. Diese Plattform beinhaltet neben einer integrierten PC-basierten Steuerung auch ein standardisiertes Bedienkonzept und eine standardisierte Connectivity. Dadurch wird es möglich, Prozesse nicht nur sehr schnell, sondern auch kundenspezifisch auf der Plattform zu integrieren.
Weitere Mitglieder der APAS-Familie sind die Produkte APAS assistant (als sicheres roboterbasiertes Assistentenzsystem) und APAS inspector (als 3D Inspektionssystem). Beide wurden innerhalb von Bosch als Serienprodukte entwickelt.
Der APAS assistant ist ein vielseitig einsetzbarer automatischer Produktions-Assistent. Das intelligente und eigensichere Robotersystem muss nicht wie andere Systeme aufwendig abgeschirmt werden, sondern kann direkt mit dem Menschen zusammenarbeiten. Ermöglicht wird dies durch eine von Bosch entwickelte Sensorhaut, die den Roboterarm des assistant umgibt und erkennt, wenn sich ein Mensch nähert. Noch bevor es zu einer Kollision kommt, stoppt der APAS assistant.
Das System ist zusätzlich ausgestattet mit einem 3D Bildverarbeitungssystem, einem Kamerakopf und einem Servo-gesteuerten Universalgreifer. Diese Sensorik ermöglicht die Objekt- und Arbeitsplatzerkennung sowie das positions- und kräfteorientierte Greifen vielseitiger Komponenten und Produkte. Die Arbeitspläne werden vom Betreiber ohne Programmierung an der Bedienoberfläche konfiguriert.
Das einfache Wechseln von Arbeitsplänen in Verbindung mit der automatischen Referenzierung auf den Arbeitsplatz ermöglicht den vielseitigen und flexiblen Einsatz des APAS assistant an vielen Arbeitsplätzen in der Fertigung. Ausgestattet mit einem IPC-basierten Steuerungssystem, einer zusätzlichen intelligenten Sensorik, Vernetzungskonzepten und den Software-Funktionen ist das System ein vollwertiges Cyber Physical System der Industrie 4.0.
Der APAS inspector ist ein 3D In-spektionssystem für die Fertigung. Durch geschickte Beleuchtungs- und Bildaufnahmesequenzen lassen sich mit dem System verschiedene Prüfungen wie Oberflächenprüfung matter und glänzender Oberflächen oder auch Vollständigkeits- und Maßprüfungen realisieren. Chargenprüfungen, Dokumentation von Stichproben, individuelle Prüfung hochwertiger Werkstücke sind qualitätssichernde Maßnahmen, welche häufig Bedarfsschwankungen in der typabhängigen Produktion unterliegen. Genau hier unterstützt das flexible Assistenz-System.
Im Rahmen einer agilen Fertigungsinsel kann der inspector sowohl manuell als auch automatisch durch einen APAS assistant bestückt werden. Schnelles Rüsten auf eine andere Applikation mit wechselnden Parametern, von Hand oder ferngesteuert – Datenanbindung an Leitsysteme zur Dokumentation ist jederzeit möglich und eine Basisfunktion innerhalb der Smart Factory.
Weitere Familienmitglieder der Produktfamilie APAS family sind in der Entwicklung und werden den Kunden mittelfristig zur Verfügung stehen. Die Prämissen, die in der Entwicklung kontinuierlich fortgesetzt werden, sind:
  • Eigensicherheit – der Betrieb ohne weitere Schutzeinrichtungen
  • Mobilität – keine feste Installation
  • Vernetzbarkeit – untereinander, mit überlagerten Systemen und dem Internet
  • Konfigurierbarkeit – Ablaufänderungen ohne Programmierung
Robert Bosch GmbH www.bosch.com Motek Halle 7, Stand 7120

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