Industrieroboter in voll- und teilautomatisierten Montagelinien: Null-Fehler-Montage per Roboter

Steckvorrichtungen für Kraftstrom werden weltweit und in allen industriellen Branchen benötigt. So geht einer der weltweit führenden Anbieter von CEE-Steckvorrichtungen weitgehend unbeirrt seinen Weg durch konjunkturell schwierige Zeiten. Vielmehr nutzt das Unternehmen die Chance, seine Position durch Investitionen in innovative Produktentwicklung und Automatisierung der Fertigungsanlagen weiter auszubauen. Die PCE Gruppe mit Hauptsitz in St. Martin im Innkreis, Österreich, produziert Schutzkontaktsteckvorrichtungen, Schalter und Verteiler aller Couleur und weltweit gängiger Normen. Das Sortiment von derzeit rund 14.000 Artikeln umfasst eine bunte Typenvielfalt mit vielen anwendungs- und länderspezifischen Varianten. Alle nötigen Kompetenzen, einschließlich dem Kunststoff-Spritz- und Druckguss hält PCE in sechs weltweiten Unternehmen im Haus. Deren Fäden laufen am österreichischen Hauptsitz St. Martin mit 200 Mitarbeitern zusammen. An diesem Standort wird mit 35Mio. EURO ein Großteil des Jahresumsatzes von 65Mio.E der Gesamten PCE Gruppe erwirtschaftet. Die Exportquote beträgt 80%. Zum Erfolgsrezept der österreichischen Unternehmenslenker gehören stetige Investitionen in Entwicklung und die Optimierung der Fertigungskonzepte. \“Zu unseren Erfolgsfaktoren zählen die ständige Innovationsbereitschaft, Flexibilität für kundenspezifische Konfigurationen und hohes Qualitätsniveau\“, erklärt PCE-Betriebsleiter Heinz Noindl. Dies wird möglich durch ein standortübergreifendes Qualitätssicherungsnetz und rationelle Fertigungsanlagen. Ganz im Gegensatz etwa zum PCE-Werk Sri Lanka erfolgt die Montage der elektrischen CEE-Steckvorrichtungen mit schraub- und schraublosen Steckverbindungen im \’Hochlohnland\‘ Österreich\‘ längst auf automatisierten und teilautomatisierten Linien im Zwei- bis Drei-Schichtbetrieb. Qualitätssteigerung durch Automatisierung Den Bedarf für Kapazitätserhöhungen in diesem Kernproduktsegment erfüllten die hauseigenen Anlagenbauer im Frühjahr 2009 erstmalig durch die ­Integration eines Scara-Roboters. Der Stäubli RS40B erhöhte den Automatisierungsgrad einer Linie, in der drei- und fünfpolige CEE-Steckverbinder in 36 Varianten bis zum fertigen Produkt montiert werden. \“Mit dieser Anlage haben wir gleich zwei entscheidende Vorteile erschlossen: die Null-Fehler-Produktion und eine Kapazitätserhöhung\“, sagt Noindl. Dies und die Verfügbarkeit der Anlage, die deutlich über der 95%-Marke liege, \“veranlassen uns, sukzessive weitere Anlagen mit Industrierobotern auszustatten\“, fügt Noindl hinzu. Montageanlage mit kurzen Taktzeiten und vielen Varianten In der Montage der 3-poligen Verbinder arbeitet die Anlage mit einer Taktzeit von 2,5 Sekunden, bei der Montage der 5-poligen wird in 3,5 Sekunden getaktet. Ein einziger Handarbeitsplatz kombiniert die Zuführung der Spritzguss-Gehäuse-Grundkörper und einem manuell gesteckten Kontakt mit der Überwachung der Linie. Das diffizile Greifen weiterer Kontakte aus der Zuführung des Vereinzelers und ihr positionsgenaues Stecken im Kunststoffgehäuse übernimmt der Stäubli-Scara schnell und zuverlässig. Dabei erhöht ein pneumatischer Mehrfachgreifer von Schunk die Flexibilität der Anlage zur Montage mit Variantenvielfalt. Diese fordert das sichere Pick&Place von schraub- und schraublosen Polen in variierender Anzahl sowie in unterschiedlicher Position des Kunststoffträgers. An weiteren Stationen der Anlage werden die Kontakte verpresst und der CEE-Stecker/-Verbinder mit seiner zweiten Gehäusehälfte komplettiert. Dabei wird jeder einzelne Arbeitsschritt sensorisch überwacht. Eine übergeordnete SPS verknüpft alle Anlagenteile einschließlich der Robotersteuerung, einer Stäubli-CS8C, sowie die produktspezifischen Parameter aller Produkttypen und Varianten. Resultate daraus sind die hundertprozentige Qualitätssicherung und die hohe Verfügbarkeit. Schlanker Sechsachser für Pick&Place auf engem Raum Fast zeitgleich mit \’Evelyn\‘ nahm ein schlanker Sechsachs-Roboter des Typs Stäubli TX60 seine Arbeit im PCE-Werk St. Martin auf. Diese Roboterzelle für die Montage drei-, vier- und fünfpoliger Kontaktträger in 63- und 125-Ampere-Ausführungen arbeitet seitdem komplett mannlos in drei Schichten. Ein Bildverarbeitungssystem von Cognex übermittelt dem hängend angeordneten Knickarmroboter die jeweilige Position der nicht positionsgenau bereitgestellten Kunststoffteile. So beherrscht der TX60 den \’Griff in die Kiste\‘. Sollte sich tatsächlich einmal ein Falschteil einschleichen, erkennt der Roboter dieses und schleust es aus. Zur Montage der elektrischen Kontakte und anschließender Qualitätsprüfung verfährt der Sechsachser den Kunststoffträger an mehrere Stationen bis zur Ablage der bestückten Baugruppen im Werkstückträger. Dabei verrichtet der TX60 seine Arbeit rund um die Uhr präzise. Die langen Wartungsintervalle der Stäubli-Maschine machen sich gerade im Drei-Schicht-Betrieb positiv bemerkbar. Servicearbeiten fallen auch im Dauereinsatz nur alle paar Jahre einmal an. \“Auch diese Roboterzelle erfüllt unsere hoch gesteckten Erwartungen in Sachen Verfügbarkeit und Null-Fehler-Ergebnis. Sie wurde komplett bei einem Systemhaus in Auftrag gegeben, allerdings mit der Vorgabe, ausschließlich Stäubli-Roboter einzusetzen\“, erklärt Betriebsleiter Noindl. \“Die Entscheidung pro Stäubli trafen wir nach sorgfältiger Abwägung. Nun wollen wir konsequent auf dieser Schiene bleiben.\“ Weitere Roboter-Anlagen mit Greiferwechsel in Vorbereitung