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Signalsäulen-Fertigung mit Scara-Robotern automatisiert

Rückverlagerung der Produktion von China nach Österreich dank Automation
Signalsäulen-Fertigung mit Scara-Robotern automatisiert

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Die neue PC7-Signalsäulenserie von Auer wird mit Unterstützung zweier Stäubli-Roboter hergestellt. Die beiden Scara-Roboter TS80 sorgen für punktgenaue und taktzeitgerechte Bauteil-Übergaben.

Modul Perfect 70, kurz PC7, heißt das aktuelle Flaggschiff bei Auer Signal. Während bei der Vorgängerserie sogar die Befestigung von Kontaktklemmen auf der Leiterplatte noch per Hand erfolgte, läuft dieser Fertigungsschritt inzwischen wie die Linsen-Montage und die Prüfung der Leiterplatte automatisiert ab. „Durch diese Umstellung konnten wir diesen Teil der Produktion von China ins Wiener Headquarter zurückholen“, freut sich Geschäftsführer Christian Auer. Zudem konnte Auer so der Variantenvielfalt fertigungstechnisch Herr werden.

Je nach Bedarf kann der Kunde bei der neuen Signalsäule das Basis-Modul, die Anzahl bzw. Beschaffenheit der Zusatzmodule, die Kalottenfarben und vieles andere mehr frei wählen. „Dadurch ergeben sich mitunter ziemlich kleine Losgrößen“, so der Firmenchef, der daher bereits während der Entwicklungsphase nach einer passenden Automation Ausschau hielt.

Realisiert wurde die Anlage, bei der die halbfertigen Leiterplatten in einer relativ hohen Stückzahl automatisiert gefertigt werden, vom niederösterreichischen Sondermaschinenbauer Wytek. Als einzuhaltende Taktzeit wurden 20 Sekunden und als Output rund 400.000 Stück pro Jahr vorgegeben. Als weitere Herausforderung kam hinzu, dass die Produktentwicklung noch nicht vollends abgeschlossen war. „Es gab zwei PDF-Seiten und einen 3D-gedruckten Prototypen, mehr war damals noch nicht greifbar“, so Produktionsleiter Christian Huf. Somit konnte der Maschinenbauer Wytek noch auf das eine oder andere Konstruktionsmerkmal Einfluss nehmen, um das Herzstück der PC7 besser automatisierbar zu machen.

Hohe Positioniergenauigkeit

Mittlerweile durchlaufen vierzehn verschiedene Leiterplatten-Varianten die vollautomatisierte Fertigungszelle, die von drei Rundtakttischen und den beiden Stäubli-Robotern dominiert wird. „Unsere Vier-Achs-Roboter in ESD-Ausführung sind für Einsätze im Elektronik-Umfeld geradezu prädestiniert. Aufgrund ihrer eigensteifen Mechanik arbeiten die Scaras der Baureihe TS vor allem bei Füge- und Bestückungsvorgängen sehr präzise – und genau das, war bei diesem Projekt gefragt“, erklärt David Kittl Austria-Sales-Mann bei Stäubli-Robotics.

Christian Huf bestätigt das: „Die Leiterplatten müssen exakt ausgerichtet werden in den Aufnahmen, damit die Zusammenführung mit den Kontaktklemmen an der richtigen Stelle erfolgt. Das muss einfach passen, weil es hier wirklich um Zehntel-Millimeter geht.“ Walter Wytek hat die Stäubli Scaras mit Vision-Sensoren ausgestattet, damit sie kontrollieren können, welche Leiterplatten-Type sie gerade bearbeiten: „Unstimmigkeiten werden sofort erkannt und gemeldet.“

Taktzeitgerechte Bauteil-Übergabe

Ein TS80 arbeitet im vorderen Anlagenteil, einer im hinteren, wo die Leiterplatten mit transparenten Linsen bestückt und endgeprüft werden. „Die Scara-Roboter handeln die Ein- und Ausgabe der Leiterplatten bezeihungsweise Linsen und kümmern sich um eine taktzeitgerechte Übergabe der Bauteile von einer Station zur nächsten“, erklärt Christian Huf.

Laut David Kittl was das reine Fahren von A nach B die kleinste Herausforderung bei der Programmierung der Scara-Roboter. Dafür sei das Zusammenspiel mit den einzelnen Peripherie-Stationen, an denen zusammengefügt, gelötet, programmiert und geprüft wird, nicht ganz so einfach zu lösen gewesen. Demzufolge wurde während der Konzeptphase einiges ausprobiert und auf Praxistauglichkeit untersucht.

„Die enge Zusammenarbeit mit Stäubli war uns vor allem bei den Taktzeitberechnungen und Simulationen eine große Hilfe. In der Stäubli Robotics Suite konnten wir verschiedene Herangehensweisen an einem virtuellen Modell durchtesten und gezielt abändern bzw. verbessern“, sagt Walter Wytek. Die Mitarbeiter bei Auer betrachten ihre neuen TS80-Roboter-Kollegen ebenfalls als Bereicherung, zumal diese clevere Automationslösung dazu geführt hatte, dass dieser Teil der Signalgeräte-Produktion von China nach Österreich zurückgeholt werden konnte.

Stäubli Robotics (Germany)

www.staubli.com/de-de/robotics/

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