Fallstudien: Roboter schrauben (screwdriving)

Es besteht nicht nur ein Personalmangel, sondern die Belegschaft wird tendenziell auch älter. Im Alter lassen aber die Augen nach, so dass Tätigkeiten wie das Schrauben immer schwieriger werden bzw. die menschlichen Taktzeiten abnehmen. Dazu ist die entsprechende Körperhaltung i.d.R. nicht sonderlich ergonomisch. Ein anderer Aspekt ist das benötigte Drehmoment. Eine Maschine kann hier sehr exakt und konstant schrauben. Gerade durch die höhere Produktivität der Roboter ist häufig nicht nur die gewünschte Amortisation gegeben, sondern es wird auch eine höhere Kapazität ermöglicht. Zeit für eine Übersicht der Möglichkeiten.

Weber zeigt wie einfach ein Roboter schrauben kann

Weber, der Schraub-Spezialist aus Oberbayern, zeigt in diesem Video wie ein Universal Robots Cobot (Cobot = kleinerer Roboter, der, wenn der Arbeitsplatz den Kriterien entspricht, auch ohne Schutzzaun arbeiten darf) sehr exakt schraubt. Das Video ist selbsterklärend.

Höchste Präzision

In diesem Video zeigt ein im Allgäu hergestellter Franka Emika-Cobot wie feinhühlig geschraubt werden kann. Magnetische Schrauben werden zur Aufnahme durch den Schraubendreher präsentiert, hersgestellt von der ASG Vertriebsgesellschaft Likratec GmbH & Co. KG. Nach der Entnahme jeder Schraube fährt der Roboter in die Schraubposition, wo der Schrauber mit einem Zielwert von 0,07 Nm anzieht. Roboter, Präsenter und Schraubendreher interagieren mittels eingebauter E/A, um sicherzustellen, dass jede Aufgabe beim ersten Mal und jedes Mal richtig ausgeführt wird.

Einfache Lösung, aber mit Kamera

Dieser Roboter kommt aus Taiwan und wird unter den Label Omron bzw. Techman vertrieben.

Komplexe, da mehrstufige Lösung

Das Video zeigt gleich mehrere Cobots im Einsatz, die unterschiedliche Tätigkeiten ausüben. Zu diesen gehört auch optische Qualitätssicherung. Bei solch einer Vielseitigkeit überrascht es nicht, dass diese Lösung für Einsteiger weniger interessant ist. Einerseits geht es gleich um einen höheren sechsstelligen Betrag und dann sollte vielleicht auch eine gewisse Erfahrung bereits vorliegen. Dennoch interessant, welche Möglichkeiten gegeben sind. Dies auch im Hinblick darauf, dass das gezeigte Unternehmen ggfs. günstiger kalkulieren kann als seine Wettbewerber.

Andere, preiswertere Technologie

Die vorherigen Videos zeigte alle einen Roboterarm, der über mehrere Gelenke verfügt und damit sehr beweglich ist und auch eine größere Reichweite hat. Werden diese Kritierien nicht benötigt, kann ein Scara-Roboter genügen. Dieser ist preiswerter, aber dennoch schneller. Gezeigt wird hier einer von FANUC:

Zwei Arme können mehr

Der “Yumi” von ABB ist seit Jahren ein Unikat. Denn er ist der einzige Roboter mit zwei Armen. Er ist etwas teurer, kleiner, hat weniger Kraft (beim Schrauben fast ohne Bedeutung – “fast” weil z.B. der Weber-Schraubautomat 4 kg wiegt), übernimmt in diesem Video platzsparend gleich zwei Aufgaben, wodurch der Platz für einen ansonsten notwendigen zweiten Roboter eingespart wird. Zur Tätigkeit hier die übersetzte Beschreibung des Videos: “Die Verarbeitung nach der Prüfung war ein Engpass und ein manueller Prozess, der oft dazu führte, dass die geprüften Antriebe im Leerlauf waren, bevor sie an den nächsten Schritt in der Linie weitergeleitet wurden. Das Bildverarbeitungssystem von YuMi ermöglicht es dem Bit, präzise in jede Schraube einzugreifen, wodurch die Notwendigkeit entfällt, dass der andere Arm eine Führung hält, um die Schrauben zu stabilisieren, wie es ursprünglich im System vorgesehen war. Ausgestattet mit einem Atlas-Copco Micro Torque Smart Screwdriver, verfügt das in den YuMi integrierte intelligente Werkzeug über eine Kraft-Drehmoment-Erfassung, die sicherstellt, dass der Roboter genau die Schraubendrehungen ausführt, die zum Lösen der Testplatine erforderlich sind. Es gab oft Probleme mit manuellen Schraubenziehern, die zu viel oder zu wenig schraubten, wodurch die Testplatte und die Schrauben beschädigt wurden und es zu Verzögerungen kam.“

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