Robotertechnik plus Werkstückträger-Management für die FH Dortmund

Ein Angebot, das man nicht ablehnen kann...

Einschätzungen aus Forschung und Lehre, zur Entwicklung der Wirtschaft in den sogenannten Hochlohnländern, zufolge, kann der bestehende hohe Lebensstandard nur durch einen maximal hohen Automatisierungsgrad der Produktionstechnik aufrechterhalten werden. Die Globalisierung der Fertigung sorgt täglich für mehr Wettbewerb und für neue Herausforderungen, denen sich vor allem die produzierenden Unternehmen stellen müssen. Erschwerend kommt hinzu, dass sich auf der einen Seite durch eine permanent steigende Variantenvielfalt die (Chargen-)Stückzahlen verringern, während auf der anderen Seite eine hohe Fertigungs- und Lieferflexibilität geboten ist.

Das Personal ist Mangelware

Gesamtansicht der flexiblen Produktions-, Montage- und Prüfanlage auf Basis des Werkstückträger-Transportsystems von Stein und vier 6-Achsen-Robotern von Adept. (Fotos: Stein, Bild 1/4)

Ohne entsprechend flexibel nutzbare und gleichzeitig hoch effiziente Produktions-Einrichtungen ist die gebotene Wirtschaftlichkeit nicht zu erreichen, weshalb das massive Investment in die automatisierte Produktion unerlässlich ist. Doch damit allein ist es eben nicht getan, weil für Entwicklung, Herstellung und Betrieb solcher hoch automatisierter Produktions-Einrichtungen spezielles, qualifiziertes Personal erforderlich ist. Dieses jedoch ist absolute Mangelware, nicht zuletzt auch deshalb, weil die Ausbildung entsprechender Fachkräfte dem tatsächlichen Bedarf weit hinterherhinkt. Über die Gründe der sich schon lange anbahnenden Misere, die sowohl in arbeits- und sozial- als auch in struktur- wie in industrie- und wirtschaftspolitischen Bereichen zu suchen und zu finden sind, lässt sich wahrlich trefflich streiten. Bringt aber, nüchtern gesehen, gar nichts, weshalb der Blick nach vorne ganz sicher die erfolgversprechendere Strategie darstellt.

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Vom Maschinenbau zur Produktions-Automatisierung…

Ein sehr gutes Beispiel dafür liefert die Fachhochschule Dortmund mit ihrem Fachbereich Maschinenbau. Aufgeteilt in die beiden Bereiche Fahrzeugtechnik und Maschinenbau, findet vor allem der Maschinenbau das Interesse der Industrie, weil man sich dort im Wahlpflichtfach Robotik u. a. explizit mit der Robotertechnik und mit automatisierten, systemintegrierten Produktionslösungen befasst. Unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Thomas Straßmann, Dekan Fachbereich Maschinenbau, wurden und werden in der Robotertechnik, bezüglich Grundlagen, Anlagenaufbau, Systemintegration und Prozessketten-Realisierung, heute buchstäblich 'Nägel mit Köpfen' gemacht, etwa durch den Aufbau eines kompletten und gut ausgestatteten Roboterlabors.

Es ist ernst

Straßmann: "Wir konnten uns mit dem Angebot des Wahlpflichtfachs Robotertechnik seit dem Start vor zwei Jahren bestens etablieren und haben allein im laufenden Semester 50 Kursteilnehmer zu verzeichnen. Parallel dazu konnten wir aus Mitteln des Fachbereich- Budgets, und mit Unterstützung einiger Industrieunternehmen, das besagte Roboterlabor auf- und ausbauen. Denn zusätzlich zur zweisemestrigen Robotik-Basis- und Programmier-ausbildung im Bachelor-Studium werden in der Masterausbildung konkrete Handhabungs- und Robotik-Problemstellungen aus der Industrie bearbeitet. Damit sind wir in der Lage, wirklich prozess- und praxisorientierte Ausbildungsinhalte zu vermitteln, die sehr nah am tatsächlichen Bedarf der Industriebetriebe ausgerichtet sind." Dass es Prof. Straßmann und seinen Mitstreiter/Innen mit der klaren Fokussierung auf die Produktions-Automatisierung ernst ist, lässt sich auch am Aufbau und der Ausrüstung des Roboterlabors ablesen. Ausgehend davon, dass nicht nur Roboter, sondern auch die Materialfluss-Organisation in Produktionsanlagen eine elementare Funktion darstellen, bildet ein Werkstückträger-Transportsystem den zentralen Baustein für die Versorgung einzelner voll- sowie lediglich teilintegrierter Roboterstationen.

Wenn der Roboter mit dem Materialflusssystem...

Das Werkstückträger-Transportsystem des Roboterlabors wurde von Stein Automation geliefert und übernimmt das produktions- und prozessgesteuerte Materialfluss-Management zur Versorgung/Entsorgung z. B. der Prozessstationen Zuführen, Fügen, Messen/Endprüfung. Zur Entscheidung "pro" Werkstückträger-Transportsystem Stein sagte. Straßmann: "Wir hatten ein begrenztes Budget zur Verfügung und dachten zunächst daran, eine vorhandene Stein-WTS-Anlage zu modernisieren und auszubauen. Schließlich machte uns Stein ein interessantes Angebot über eine nach unseren Anforderungen zu realisierende Anlage, die komplett aus Standard- Modulen zusammengestellt werden konnte. Das offerierte Rechteck-Layout bot und bietet uns die Möglichkeit der offenen Anwendungs-Konfiguration, sodass wir jederzeit weitere Prozessstationen einfügen, bzw. vorhandene entnehmen und umstellen bzw. außerhalb der Anlage umrüsten und austesten können." Im Vordergrund steht dabei immer die absolute Anwendungs- und Prozess-Orientierung, um erst gar nicht in das 'losgelöste Inseldenken' zu verfallen, womit sich das Studienangebot des Wahlpflichtfachs Robotik des Fachbereichs Maschinenbau an der FH Dortmund von den eher klassisch geprägten Maschinenbau- Fakultäten anderer Hochschulen unterscheidet. Das erwähnte Rechteck-Layout der Stein-Anlage hat (nicht nur in dem Fall-) den Vorteil, dass an den Längstransferstrecken an jeder beliebigen Stelle Ausschleus- oder Bypass-Strecken angedockt werden können, etwa zum Anbau weiterer Roboter- oder Prozessstationen. Aktuell sind am Werkstückträger- Transportsystem von STEIN vier 6-Achsen-Robotersysteme von Adept angedockt, zum einen als voll integrierte Inline-Stationen und zum anderen als teilintegrierte Beistell-Stationen. Für den flexiblen Laborbetrieb hat dies den Vorteil, dass die einzelnen Roboter für individuelle Aufgaben zu nutzen sind und dass sie sich nach Bedarf ganz einfach umstellen lassen, eben so, wie es auch in der Industrie gefordert und praktiziert wird.

Noch nicht das Ende

Für Straßmann und Kolleg/Innen ist damit aber noch lange nicht das Ende der Fahnenstange erreicht. Denn als eine der nächsten Investition im Roboterlabor steht die SPS-Integration für die Steuerung und Überwachung von Zusatzfunktionen in vorhandenen oder zusätzlichen Prozessstationen an. Da die materialfluss- und steuerungs- technischen Voraussetzungen, seitens des Werkstückträger-Transportsystems, bereits gegeben sind, bedarf es für die weitere Prozess- und Systemintegration lediglich noch zusätzlicher Stein-Software-Bausteine. Diese ist natürlich mit der vorhandenen Software für das Werkstückträger-Transportsystem kompatibel, das sich folglich auch in dieser Hinsicht als absolut zukunftssichere Investition erweist. bw

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