Platinenfertigung Cobots testen verschiedene Platinenbaugruppen

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Das in Großbritannien ansässige Unternehmen Hanover Displays Limited war auf der Suche nach einem neuen System zum Testen von Platinenbaugruppen. Nun nehmen TM Cobots von Omron die LED-Displayplatinen aus einem Standard-Lagerregal und testen sie. Dadurch entlasten sie die Mitarbeiter.

„Wir haben in Hochgeschwindigkeits-Produktionsanlagen für die Platinenfertigung investiert. Diese Entscheidung ermöglichte uns mehr Flexibilität bei der Produktionssteuerung, aber auch gleichzeitig eine Fortsetzung der Produktentwicklung“, berichtet Reece Mills, Production Conrol Manager bei Hanover Displays. Das Unternehmen entwickelt und fertigt Fahrgastinformationssysteme für öffentliche Verkehrsmittel und legt großen Wert auf einen sehr hohen Qualitätsstandard seiner Produkte. Ursprünglich setzte das Unternehmen in seinen Display-Panels in Fernost produzierte Platinen ein, entschied sich dann jedoch, die Fertigung ins eigene Haus zu verlagern.

Automatisierung des Test- und Inspektionsprozesses

Dies stellte das Unternehmen jedoch vor neue Herausforderungen. Es kam darauf an, die Platinen nicht nur zu testen, sondern auch eine Inspektion durchzuführen. Anfangs handelte es sich um einen stark manuell geprägten Prozess, denn obwohl automatisiertes Test-Equipment zum Einsatz kam, war der Prozess in hohem Maße auf menschliche Interaktion angewiesen und erforderte die volle Konzentration der BedienerInnen.

Das Unternehmen verarbeitet jedes Jahr rund 240.000 PCBAs, sodass ein großes Risiko bestand, dass die BedienerInnen durch monotone, einseitige Belastung am Repetitive-Strain-Injury-Syndrom (RSI) erkranken würden. Bei diesem unter anderem in Großbritannien anerkannten Krankheitsbild treten Beschwerden am Bewegungsapparat auf, vor allem im Hand-, Arm-, Schulter- und Nackenbereich.

Eine gleichbleibende Zykluszeit gewährleisten

Hanover beschloss daher, den Prozess stärker zu automatisieren. Operations Director Sean Winter berichtet: „Wir wollten nicht nur das Thema Gesundheit und Sicherheit unserer MitarbeiterInnen ansprechen, sondern auch eine gleichbleibende Zykluszeit gewährleisten. Ein unbemannter Betrieb war mir sehr wichtig, deshalb wollten wir sicherstellen, dass die Cobots auch nachts arbeiten können. So würden wir einen höheren Durchsatz bei geringerem Aufwand erzielen.“

Als echte Industrie-4.0-Lösung ausgelegt

Auf der Suche nach einer Lösung stieß das Unternehmen auf Absolute Robotics, einen kleinen Roboterintegrator mit Sitz im britischen Bristol. Das Unternehmen ist Integrationspartner von Omron Industrial Automation, einem weltweit führenden Anbieter von Automatisierungslösungen und Robotern für industrielle Anwendungen.

Geoff Ferguson, Managing Director von Absolute Robotics, schildert: „Hanover hat uns zunächst gezeigt, wie sie Platinen manuell mit menschlichen BedienerInnen testen.“ Er empfahl den Wechsel zu den TM-Cobots von Omron. Diese bieten nicht nur eine einfache Programmierung, sondern auch innovative integrierte Bildverarbeitungsfunktionen und sind als echte Industrie-4.0-Lösung ausgelegt. Die verschiedenen Modelle sind dabei für unterschiedliche Nutzlasten und Reichweiten konzipiert.

Geoff Ferguson fährt fort: „Einer der wichtigsten Faktoren war der Wunsch von Hanover, dass die Cobots mit dem vorhandenen manuellen Test-Equipment interagieren. Die Cobots verfügen daher über spezielle Werkzeuge, mit denen sie das manuelle Test-Equipment öffnen und schließen können.“

Einsatz der neuen Cobots

Hannover wollte die Cobots sowohl für seine Verarbeitungs- als auch seine Displayplatinen nutzen und somit deren volles Potenzial ausschöpfen. Dazu gehörte der Einsatz der integrierten Bildverarbeitungssysteme, insbesondere bei den Displayplatinen, um sicherzustellen, dass die LEDs in der richtigen Reihenfolge aufleuchten. Anschließend investierte das Unternehmen in sechs weitere TM-Cobots.

Die Cobots wurden in zwei Produktionslinien bei Hanover installiert. Diese nehmen die LED-Displayplatinen aus einem Standard-Lagerregal und testen sie. Eine der Herausforderungen, vor denen Absolute Robotics stand, war, dass Hannover Displays viele Größen und Formen von Platinen für die Display-Panels produziert. Die Cobots mussten also in der Lage sein, mit den verschiedenen Platinentypen umzugehen. Der Roboterintegrator entwickelte daher flexible Werkzeuge, die sich selbst anpassen können, um den verschiedenen Größen und Formen gerecht zu werden. Das Programm kommt außerdem mit einer beliebigen Anzahl von LEDs zurecht – von Hunderten bis zu Zehntausenden.

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Die Früchte ernten

„Uns waren die Vorteile der Cobots recht schnell klar, nachdem wir das erste System implementiert hatten“, berichtet Reece Mills. „Wir hatten geplant und gehofft, zu einem unbemannten Betrieb übergehen zu können, und das haben wir ziemlich schnell geschafft. Das ganze System hatte sich nach nur zwei Jahren amortisiert. Die Tests sind mit äußerst monotonen Prozessen verbunden, und der größte Vorteil für mich ist die Möglichkeit, unsere MitarbeiterInnen für andere, sinnvollere Aufgaben einsetzen und weiterbilden zu können.“

1.100 Stunden unbemannter Betrieb pro Jahr

Sean Winter fügt hinzu: „Aus Sicht der Qualitätssicherung ist eine vollständige Rückverfolgbarkeit unserer PCBAs gewährleistet. Das bedeutet, dass wir jedes Mal, wenn wir ein PCBA überprüfen, einen Datensatz erhalten, aus dem hervorgeht, ob das PCBA die Überprüfung bestanden hat oder nicht. Darüber hinaus haben wir von zusätzlichen 1.100 Stunden unbemannten Betriebs pro Jahr profitiert. Bei Hanover wollen wir stets in unsere Zukunft investieren. Es geht darum, genau zu verfolgen, wie sich die Technologie entwickelt und wie wir sie für unser Unternehmen nutzen können.“

Forschung

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Abschließend erklärt Geoff Ferguson von Absolute Robotics: „Es war großartig, mit Hanover Displays zusammenzuarbeiten. Wir wissen zu schätzen, dass sie uns vor eine echte Herausforderung gestellt haben. Es hat uns große Freude bereitet, die Roboter für die Verarbeitung der benötigten Platinen auszurüsten, und wir sind der Meinung, dass wir eine wirklich gute technische Lösung geliefert haben, die Hanover Tausende von zusätzlichen Betriebsstunden ermöglicht hat.“