Handhabungstechnik

Systemgerecht denken

Zuführsysteme richtig planen
Bild 3: Leistungsmäßige Einordnung von Hybrid-Montagesystemen (nach Lotter).

Es macht wenig Sinn, einen Elevator für die Teilezuführung in einem Montagesystem zu platzieren, wenn die Losgrößen zwischen 100 und 1.000 Stück angesiedelt sind. Das automatische Ordnen ist dann nicht mehr wirtschaftlich. Die Teile müssen in solchen Fällen bereits geordnet bereitgestellt werden. Das erhöht natürlich den Aufwand an Magazinen oder Flachpaletten. Dabei geht es nicht mehr nur ums Rechnen, sondern auch darum, welche Alternativen überhaupt nutzbar wären.

Werkstückart wesentlich für Bereitstellvariante

Bei einer Wochenproduktion von 10.000 Einheiten ist eine Vollautomation mit spezialisierter Handhabungstechnik aus Baukastenmodulen meistens tragbar. Wechselnde Produktvarianten und nur seriengroße Aufträge erfordern dagegen Flexibilität in Hard- und Software. Bild 1 skizziert, welche Bereitstellvarianten untersucht werden könnten. Ganz wesentlich wird jede Wahl von der Spezifik des Handhabungsgutes beeinflusst. Bei Variante A werden die Teile bereits beim Hersteller magaziniert. Daraus erwächst die Überlegung, ob der Rücklauf der Magaziniermittel zum Teilehersteller kostengünstig möglich ist. Zwar gilt der Grundsatz, dass man eine einmal erreichte Ordnung nicht wieder aufgeben soll, aber die Praxis zeigt, dass es auch sinnvoll sein kann, die Teile im Haufwerk zu transportieren und vor Ort neu zu ordnen. Es gibt aber auch die Möglichkeit, Kleinteile in Kommissionierbereichen durch Schwingförderung zu ordnen (Variante B). Man lässt die Teile über eine Flachpalette mit Formnestern laufen. Zufallsabhängig füllt sich die Palette allmählich. Überzählige und falsch orientierte Teile laufen durch und werden wieder in den Bunker zurückgebracht. Die Montageanlage ist dann für die Teilezuführung mit Hilfe dieser Paletten einzurichten. An vielen Montageautomaten wird erfolgreich die Variante C praktiziert. Die Teile werden an der Station mit Vibrationswendelförderer, Schöpfsegmentbunker oder Zentrifugalförderer geordnet, vereinzelt, vom Roboter übernommen und sofort verbaut. Eine gewisse Flexibilität ist erreichbar, wenn zum Beispiel der Vibrationswendelförderer plus Vereinzeler über Schnellwechselelemente komplett austauschbar ist.

Anzeige

Beim Greifen aus der ungeordneten Menge (Variante D) unter flexiblen Bedingungen findet keine Anpassung der Hardware an die neue Situation statt, sondern nur in der bildverarbeitenden Software, wenn man einmal vom Robotergreifer absieht. Die Teile werden durch Schwingungen in den Sichtbereich der Kamera gebracht. Der Rechner sucht ein Teil mit seitenrichtiger Orientierung und übergibt die Daten an die Robotersteuerung. Der Roboter greift das sich bewegende Teil und verbaut es. Die Stufen in der schwingenden Gleitfläche dienen dazu, die Teile durch Abkippen in eine andere Orientierung zu bringen. Überzählige und falsch orientierte Teile laufen durch und wandern wieder in den Bunker zurück. Sie dürfen erneut starten.

Schwingend magazinieren

Wie ein System der Variante B aussehen könnte, zeigt Bild 2. An der Montageanlage werden die Bauteile weitgehend aus Magazinpaletten entnommen. Ein Handhabungsgerät erledigt die Montage. Es kann bereits ein Pick-and-Place Gerät genügen, wenn keine Flexibilität verlangt wird. Ansonsten wäre ein Industrieroboter zu planen. Die Basisteile befinden sich auf taktweise zu transportierenden Werkstückträgern. Das System ist nur für Kleinteile verwendbar. Das Magaziniersystem sollte weitere Montageanlagen mit Teilen versorgen, um die Leistungsfähigkeit auszunutzen. Hat man nur ein Montagesystem zu versorgen, dann wäre die Teilezuführung aus Vibrationswendelbunkern günstiger, wie es in der Variante C definiert wurde.

Hybride Montageanlagen

Unter dem Begriff hybride Montageanlagen versteht man Montagesysteme, bei denen Automatikstationen mit Handarbeitsplätzen kombiniert sind. Wie das Bild 3 vermittelt, liegen diese Systeme in den Gebrauchseigenschaften irgendwo in der goldenen Mitte. Flexibilität und Produktvarianz stehen bei solchen Mischsystemen im Vordergrund. Bei der Planung nimmt man das reine manuelle Montieren zum Ausgangspunkt. Als Bauformen kommen Rundtakt-, Linienmontage in U-Form und Systeme mit Halbkreisaufbau zum Einsatz.

Bild 4 zeigt ein hybrides Montagesystem mit einer Zwölf-Stationen-Rundtakteinheit. Es eignet sich nur für Baugruppen mit einer vergleichsweise kleinen Anzahl von Fügeteilen, weil der Platz für die Teilebereitstellung begrenzt ist. Der Montageablauf kann so eingerichtet werden, dass sowohl stückweise (in der Montagestation wird eine Baugruppe komplett behandelt) als auch verrichtungsweise montiert wird. Verrichtungsweise heißt, dass der Werker den gleichen Vorgang mehrfach hintereinander ausführt. Nach mehreren Umläufen der Rundtaktscheibe sind dann alle gerade aufgelegten Baugruppen fertig. Dieser Ablauf ist zeitgünstiger, weil sekundäre Vorgänge, zum Beispiel „Teil aus Greifbehälter holen“, effektiver ausgeführt werden können (Greifen gleich mehrerer Teile).
Ein Vorzug des hybriden Montierens ist auch, dass der Werker Bauteile und Basisteile in die Hand nimmt und dabei eine Sichtkontrolle ausführt. Prozesskontrollen wie Einpresstiefe und Einpresskraft, Einschraubmoment, Klebstoffauftrag und andere Aktionen werden automatisch ausgeführt. Dafür sind dann Arbeitsstationen und die erforderliche Prüftechnik einzuplanen. Stefan Hesse

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Ergonomisches Handling

Ein Lift für Süßes

Fipa präsentierte auf der Verpackungsmesse Propak Asia eine ergonomische Handlinglösung mit dem Schlauchheber Fipalift und einem mobilen Schwenkkran. Die Lösung überzeugte auf Anhieb den Süßwarenhersteller PhongChitt in Thailand.

mehr...
Anzeige
Anzeige

Highlight der Woche

Produktionsanlagen effizient und kostenoptimiert automatisieren
Hirata bietet sowohl schlüsselfertige Komplettanlagen als auch die Teilautomatisierung einzelner Produktionsschritte: Palettieren, Montieren, Messen/Prüfen, Kleben/Vergießen, Lasermarkieren usw. Dadurch können unterschiedlichste Aufgabenstellungen sowohl technisch als auch wirtschaftlich optimal gelöst werden. 

Zum Highlight der Woche...
Anzeige

Highlight der Woche

FMB 2018: Innovationen für Maschinenbau und Produktion
Vom 7. bis 9. November 2018
finden Sie auf der 14. FMB – Zuliefermesse Maschinenbau in Bad Salzuflen die neusten Technologien, Produktinnovationen und Automatisierungslösungen in den zentralen Bereichen Konstruktion, Fertigung und Montage. Hier treffen Sie Branchenpartner und Entscheider mitten im Spitzencluster für intelligente technische Systeme.

Zum Highlight der Woche...