Produktionsprozesse Robotik verändert die Automation

Automatisierung wandelt sich. Robotersysteme und Fertigungszellen werden immer flexibler, mobile autonome Roboter übernehmen immer mehr Arbeitsabläufe. Automatisierungsspezialist Frai entwickelt und setzt solche Konzepte um.

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Sowohl Linien- als auch Flächenportal-Lösungen bestehen aus den gleichen Grundbaugruppen: Portal, Rüstplatz für Werkstücke, ggf. externes Werkzeugmagazin, Puffer/Lunge/Warehouse für mehrere Werkstücke (optional auf Vorrichtungen montiert), ggf. Greifer-Wechselstation (Greifer für Vorrichtungen und Werkzeuge).
Sowohl Linien- als auch Flächenportal-Lösungen bestehen aus den gleichen Grundbaugruppen: Portal, Rüstplatz für Werkstücke, ggf. externes Werkzeugmagazin, Puffer/Lunge/Warehouse für mehrere Werkstücke (optional auf Vorrichtungen montiert), ggf. Greifer-Wechselstation (Greifer für Vorrichtungen und Werkzeuge).
(Bild: Frai Robotic Technologies)

Aufgrund der immer größeren Typenvielfalt wurden Transferstraßen tendenziell durch flexible Linienverkettungen oder durch Einzelzellen mit variablem Materialfluss ersetzt. Durch intelligente Software in Kombination mit den entsprechenden Automationslösungen können nicht nur Werkstücke be- und entladen, sondern Bearbeitungsmaschinen auch vollautomatisch durch Werkzeug- oder Spannmitteltausch gerüstet werden.

Automatisierungsspezialist Frai Robotic Technologies entwickelt hochflexible Robotersysteme, welche genau diesen Trend aufgreifen. Die Konzepte ermöglichen verschiedenste Ausbaustufen, um damit auch zukünftige Automatisierungen abdecken zu können. Das Unternehmen ist Projektbegleiter von der ersten Konzeptentwicklung einer automatisierten Anlage über die Realisierung und Inbetriebnahme bis hin zur Anlagenwartung. Das Unternehmen ermöglicht mit seinen Roboterzellen und flexiblen Portallösungen umfangreiche Automatisierungen.

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Neben den klassischen Handhabungslösungen werden komplexe Turnkey-Projekte mit einem übergeordneten Leitrechnersystem ausgestattet. Dieses „Gehirn“ übernimmt die komplette Logik und Logistik innerhalb der vollständig autark agierenden, flexiblen Fertigungszelle.

Maschine(n) und Roboter kommunizieren per Profinet miteinander. Neben der Werkstückverfolgung und Werkzeugverwaltung werden darüber hinaus auch BDE-Daten (Betriebsdatenerfassung) an das kundenseitige MES-System (Manufacturing Execution System, Level 4 in der Grafik) übertragen. In diesem Fall wird Ethernet als zusätzliche Schnittstelle verwendet.

Als eine der effizientesten Varianten der Automatisierung von Produktionsprozessen wird der Portalroboter angesehen. Dank der Beladung von oben ermöglicht er einen freien Zugang zur Maschine bei geringem Platzbedarf. Durch ausgereifte Modulsysteme können sehr große Verfahrwege und Arbeitsräume erzeugt und enorme Lasten bewältigt werden. Der geringe Platzbedarf ist bei engen Produktionsflächen oder speziell beim Nachrüsten von Automationslösungen oft ein wesentlicher Vorteil.

Mobile Robot Automation

Mobile Roboter bewegen sich dank der integrierten Software und Steuerung vollkommen autonom: sie benötigen keinerlei Führungskabel im Boden oder anderweitige Referenzpositionen in der Halle noch menschliche Führung, um zu funktionieren.

Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass diese Roboter Hindernissen ausweichen und damit in Hallen einsetzbar sind, deren Einrichtung sich immer wieder verändert und in denen auch andere Maschinen und Menschen unterwegs sind. Sensoren gewährleisten, dass die mobilen Roboter sicher und effizient zwischen Standorten navigieren und mit Personen, Gabelstaplern und anderen Materialtransportgeräten zusammenarbeiten.

Wesentlicher Vorteil ist die Zugänglichkeit zu Maschine und Steuerung, denn der mobile Roboter befindet sich nur kurzzeitig für den Werkstückwechsel an der Maschine. Somit ist eine bessere Zugänglichkeit beispielsweise für das Einfahren von neuen Werkstücken oder Service-Tätigkeiten garantiert. Mit den integrierten Laserscannern überwacht der mobile Roboter eigenständig seine Umgebung und navigiert sicher an Menschen oder Hindernissen vorbei.

Weitere Vorteile der Mobile Robot Automation (MRA):

  • Manuelle Beladung weiterhin möglich
  • automatischer Wechsel der Spannbacken,
  • MRA kann sowohl Werkstücke als auch Werkzeuge mitbringen und wechseln,
  • bei langen Laufzeiten lassen sich mehrere Maschinen verknüpfen bzw. bedienen,
  • Einbindung vor- und nachgelagerter Prozesse (Reinigen, Entgraten, Oberflächenvergütung etc.),
  • Prozesse der Intralogistik können übernommen werden,
  • Rüstplatz muss sich nicht neben der Maschine befinden,
  • die zu beladenden Maschinen müssen nicht nebeneinanderstehen.

Mit dem Einsatz mobiler, autonomer Roboter können Arbeitsabläufe im Lager sowohl automatisiert als auch spontane Botengänge durch die Roboter erledigt werden. Das Ergebnis sind nachweisliche Verbesserungen bei Durchsatz, Effizienz und Produktivität sowohl im gewerblichen als auch im industriellen Umfeld.

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