Im Global Production Center (GPC) von Festo Polymer in St. Ingbert werden mit hohem Automatisierungsgrad auf über 60 Spritzgussmaschinen Kunststoffteile für die Pneumatik Produkte von Festo gefertigt und teilweise auch zu Baugruppen montiert. Aufgrund des großen Produktspektrums samt Ersatzteilversorgung ist die Variantenvielfalt immens.
„Mehr als 3.500 unterschiedliche Teile fertigen wir hier am Standort, manche teilweise unverändert seit mehreren Jahrzehnten. Da kommt unserem Werkzeugbau eine sehr große Bedeutung zu“, sagt Christian Peters, verantwortlich für das Industrial Engineering. Im Montagebereich hat er zu Beginn des Jahres eine SUMO Fotoplex-Zelle von EGS Automation zur Bestückung eines Verkugelungsprozesses installiert.
Der Roboterspezialist EGS Automation aus Donaueschingen, einer Marke von Ametek, entwickelt seit 1996 sowohl kundenspezifische Automationslösungen als auch standardisierte Automationszellen und hat seit mehr als 2300 Roboter installiert. Daher führte auch die Recherche von Festo Polymer zu EGS als potenziellen Lieferanten für ein zuverlässiges, standardisiertes und flexibles Zuführsystem.
„Aus einer Nutzwertanalyse unter vier Anbietern hat sich EGS schnell als Favorit herauskristallisiert. Neben dem guten Konzept und der Präsentation hat auch die Besichtigung einer ähnlichen Anlage in einem anderen Fertigungsbetrieb sowie deren Aufbau voll überzeugt“, sagt Sascha Kunz, der als Production Engineer verantwortlich ist für die Projektbegleitung und Kalkulationen im Wertstrom. „Auch die Lieferzeit, die EGS aufgrund der Standardisierung seines Systems anbieten konnte, hat sehr gut zu unseren Vorstellungen gepasst“.
Positionsgenau zuführen
Bei der Automation gilt es, ein Kunststoffteil lageorientiert und positionsgenau dem automatisch ablaufenden Verkugelungsprozess zuzuführen. Der Ventildeckel, der in der Anlage verkugelt wird, wird in Ventilinseln von Festo eingesetzt, die EGS Automation selbst regelmäßig nutzt.
Beim Verkugeln werden kleine Metallkugeln in mehrere Löcher von Magnetdeckeln gepresst, die von einer Spritzgussmaschine im gleichen Werk kommen und werden dem System unsortiert als Schüttgut zugeführt werden. Eine Aufgabe wie gemacht für den Sumo Fotoplex von EGS, eine flexible Zuführung, welche die industrielle Bildverarbeitung zur Bauteil- und Lageerkennung nutzt. Der modulare Aufbau bietet die Konfiguration unterschiedlicher Ausführungen: Vom klassischen Feeder-Konzept über Rundlaufsysteme bis hin zur reinen Bin Picking-Ausführung.
Die Streichholzschachtel-großen Bauteile werden in einen Bauteilbunker gekippt, von dort über einen Steigförderer auf ein Förderbandsystem gebracht und landen am Ende auf einem Band im Erkennungsbereich des 3D-Bildverarbeitungsystems. Aufgrund der Hinterleuchtung des Bandes sowie der optischen Kapselung der Zelle ist die Roboterzelle komplett unempfindlich gegen jede Art von Umgebungslicht.
Kamera steuert Roboter
Die Positionsdaten des Kamerasystems werden an einen Motoman GP7 Sechsachsroboter von Yaskawa übermittelt, der die Bauteile vom Band abholt und danach in einer separaten Ablage bei Bedarf wendet und exakt ausrichtet. Im Werk sind bereits einige Roboter von Yaskawa im Einsatz, die durch geringe Wartungskosten und die einfache Bedienung einen guten Ruf genießen. Nach der Ablage der Teile verfährt der Roboter zur Einlegeposition der Verkugelungsanlage, nimmt dort ein fertiges Teil heraus und legt das neue Teil ein. Die Anlage hat einen Zwei-Stationen-Wechseltisch, so dass das Be- und Entladen taktzeitneutral erfolgen kann.
Das Zweihand-Bedienpult aus der Zeit vor der Automatisierung ist noch verblieben und dient so als Notfallstrategie für einen potenziellen Ausfall. „Das Bauteil ist ein sehr hochvolumiges Teil mit regelmäßigem Bedarf und daher für die Lieferfähigkeit extrem wichtig“, sagt Steffen Hess, als Production Process Planer verantwortlich für die Optimierung und Automatisierung im Wertstrom. „Da war es uns wichtig, immer einen Plan B zu haben. EGS hat uns bei der Schnittstellenabstimmung mit dem Hersteller der Verkugelungsanlage hervorragend unterstützt und so war es ein Leichtes, die Option einer Not-Handbedienung offenzuhalten.“
Die fertigen Bauteile werden dann über Rutschen in Fertigteilbehälter ausgegeben. Für Ausschussteile gibt es einen separaten Behälter, ebenso eine separate Messteilausgabe. Aktuell sind in der neuen Roboter-Zuführlösung bei Festo Polymer drei unterschiedliche Bauteilvarianten eingerichtet. Ein vierter Bauteiltyp soll zeitnah in Eigenleistung nachgerüstet werden.
Akzeptanz ist sehr groß
„In der umfangreichen Schulung bei EGS haben wir alle erforderlichen Kenntnisse vermittelt bekommen und wenn wir doch zwischendurch Unterstützung brauchen, können wir EGS bei Bedarf hinzuziehen“, sagt Steffen Hess. Das gibt uns die Möglichkeit, eigenes Knowhow einzubringen und weiter auszubauen. Gleichzeitig können wir aber auch jederzeit mehr Unterstützung bekommen, wenn es erforderlich ist.“
Das Resümee fällt rundherum positiv aus. Der Mitarbeiteranteil zur Bedienung der Verkugelung bei Festo Polymer wurde drastisch reduziert. Die Anlage läuft so konstant, dass sie sogar vor dem Wochenende nochmals komplett befüllt wird und den Vorrat anschließend noch ins Wochenende hineinarbeitet. Zu Zeiten der manuellen Bedienung wurde zweischichtig gearbeitet.
Mit der Automation ist nun eine vollständig Produktionsschicht hinzugekommen bei gleichzeitiger Reduzierung der Personalaufwandes. Die Mitarbeitenden, die vorher die Anlage händisch bestückt haben, sind jetzt in der frei gewordenen Zeit in anspruchsvollere Aufgaben eingebunden. Christian Peters: „Die Akzeptanz für die neue Anlage als Hilfe, die monotone Tätigkeiten ausführt, ist daher sehr groß.“
EGS Automation GmbH
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