Mobile Robot Automation powered by FRAI Robotic Technologies

Ganzheitliche Lösungen werden von Kunden immer mehr gefordert. Mit der mobilen Roboterautomation, mobileCELL, werden Unternehmen wettbewerbsfähiger.
Die mobileCELL ist räumlich ungebunden und kann dadurch an unterschiedlichen Maschinen und Stationen Tätigkeiten durchführen.
Das fahrerlose Transportfahrzeug kann bei dieser Umsetzung 8 Tonnen tragen.
Indem zwei unterschiedliche, jahrelang in der Praxis erprobte Produkte, intelligent kombiniert werden, hat FRAI die steigenden Anforderungen an die Automation bestens umgesetzt. Der klassische Industrieroboter führt die Handhabungsaufgaben durch, das AGV (Automated Guided Vehicle) sorgt für die notwendige Ortsunabhängigkeit.

Die Aufgaben der Automation werden immer anspruchsvoller. Durch intelligente Software in Kombination mit den entsprechenden Automationslösungen können nicht nur Werkstücke be- und entladen, sondern Werkzeugmaschinen auch vollautomatisch durch Werkzeug- oder Spannmitteltausch gerüstet werden. FRAI als innovativer Automationspartner entwickelt hochflexible Robotersysteme, welche genau diesen Trend aufgreifen. Konzepte wie die mobileCELL gelten als absolutes Novum, ermöglichen verschiedenste Ausbaustufen und bieten damit größtmögliche Zukunftssicherheit und Wettbewerbsfähigkeit.

Flexibel auf allen Ebenen

Unterschiedliche Branchen, Serienfertigung, kleine Losgrößen, verschiedenste Werkzeugmaschinen und die Ungewissheit vieler Hersteller, ob das aktuelle Produkt im kommenden Jahr noch im Trend liegt oder zum Ladenhüter wird – all dies verlangt nach Flexibilität in der Produktion. Für die Automation bedeutet dies, mit den steigenden Anforderungen Schritt zu halten: sie muss rund um die Uhr autonom produzieren, flexibel einsetzbar und Industrie 4.0 konform sein. Neben dem klassischen Teilewechsel übernimmt die Automation auch Aufgaben wie den Werkzeugwechsel, Teiletransport, Logistik, Leitrechner-Funktionen, Teileverfolgung und Produkthistorie.

Je komplexer die Aufgabenstellung, umso mehr Elemente aus dem Knowhow-Baukasten werden benötigt. Der Knowhow-Baukasten bezeichnet bei FRAI Lösungen, welche bereits in der Praxis erfolgreich eingesetzt wurden und unter realen Produktionsbedingungen funktionieren. Eine große Anzahl an Baukastenelementen wurden dabei bereits erarbeitet: Teile- und Lageerkennung, Bin Picking, Lesen und Beschriften eines DMC (Data Matrix Code), Teilekonturüberwachung, automatischer Greiferwechsel, Spannbackenwechsel etc. Abhängig von der jeweiligen Aufgabenstellung, verfügt FRAI über ein Netz an Partnerfirmen, welche weitere Themen wie z.B. Leitrechnerlösungen abdecken.

 

Multitasking in der Produktion

Es gibt mehrere Mega- und Makrotrends, welche in den kommenden Jahren nicht nur die Automatisierung, sondern fast alle Industriezweige prägen werden. Das ist einerseits die Individualisierung: es wird kleinere Serien geben und häufigere Produktwechsel bzw. -innovationen. Andererseits betrifft es die Konnektivität: alles ist vernetzt, jedes Bauteil erhält einen QR-Code und ist bis zum Recycling nachverfolgbar.

Ähnlich wie beim Smartphone ist das eigentliche Telefonieren nicht mehr die Kernaufgabe. Übertragen auf die Automation bedeutet dies, dass das Handling der Werkstücke von A nach B nicht mehr zwingend in allen Applikationen die Hauptaufgabe ist. Vielmehr hat sich der Fokus in Richtung Erkennung, Verfolgung und Multitasking verschoben. Kameraerkennung und Greifer-Wechselsysteme in Kombination mit Leitrechnerlösungen sind zu den wichtigen Kernkompetenzen einer flexiblen und Industrie 4.0 tauglichen Lösung geworden. Ein globaler Trend in Richtung Kleinzellen-Lösung mit hoher Intelligenz und hohem IT-Anteil zeichnet sich dabei ab.

Oben genannte Trends und Anforderungen verlangen eine gesamtheitliche Vernetzung, speziell bei der Informationsdatenerfassung und -auswertung. Diese gewinnt stetig mehr an Stellenwert. Daten müssen erfasst, verarbeitet, ausgewertet und/oder weitergegeben werden können. Damit wird einerseits die Produktion, die Reihenfolge und in der Folge die Auslastung optimiert, andererseits wird man Kundenanforderungen gerecht, welche eine 100%ige Nachverfolgbarkeit und Teilehistorie verlangen. Bessere Auslastung verringert die Stückkosten, höhere Qualität verringert die Fehlerkosten. Altbekannte Forderungen, welche immer wichtiger werden. Bei der Automatisierung geht es also zukünftig darum, mit entsprechender Hardware den flexiblen Materialfluss und die Handhabung der Bauteile als auch diverse Rüstvorgänge zu realisieren.

 

Automation als Gesamtpaket

Die ganzheitliche Kundenunterstützung in Bezug auf moderne Automationskonzepte beginnt im technischen Vertrieb. Hier müssen neben erfahrenen Technikern auch Visionäre und 3D Konstrukteure sowie Softwarespezialisten Hand in Hand als Team arbeiten, um für den Kunden das für ihn sinnvollste Gesamtkonzept zu schaffen. Diese Ressourcen müssen sowohl für das Angebotsstadium als auch später für die Auftragsabwicklung bereitgestellt werden.

Das erfordert zum einen, junge Menschen auszubilden und zum anderen, einen guten Mix in allen Abteilungen zu schaffen, um selbst für die neuen Aufgaben gut gewappnet zu sein. High-Tech Kompetenzen im eigenen Unternehmen schaffen und sich ständig anpassen ist dabei essentiell, da die Entwicklung in diesen Bereichen in Riesenschritten voranschreitet.

 

Mobile Roboterlösung: die mobileCELL

Die mobileCELL von FRAI ist eine Hybridlösung, welche durch die Kombination von diversen Funktionen und Vorteilen besticht. Die klassische Roboterzelle konnte früher nur Werkstücke be- und entladen. Diese Grundfunktion wurde anschließend durch Greifer-Wechselsysteme erweitert.

Aufgrund der nicht unerheblichen Nachteile einer ortsgebundenen Roboterzelle und der Kosten für Aufgaben der Intralogistik wurde über eine Lösung nachgedacht, welche Vorteile für den Kunden generiert. So ist der Gedanke des mobilen Roboters gereift und wurde im Prototyp umgesetzt.

Ein entsprechend stark dimensioniertes, fahrerloses Transportfahrzeug (FTF) bekommt einen Roboterzellen-Aufbau mit allem, was man braucht. D.h. Roboter, Werkstück- und Werkzeuggreifer sowie Pufferplätze für Werkstücke und Werkzeuge inklusive der notwendigen Steuerungs- & Sicherheitstechnik. Die Maschine ist völlig frei. Sie wird nicht blockiert oder verstellt. Das FTF holt sich im Lager (Warehouse) die angeforderten Werkzeuge und Werkstücke, fährt vor die Maschine, verriegelt sich am Boden und wechselt Teile und/oder Werkzeuge. Danach fährt das Fahrzeug wieder weg und erhält den Fahrauftrag für die nächste Maschine. Der Platz vor der soeben beladenen Maschine ist wieder frei.

Für einen sinnvollen Einsatz der mobileCELL muss eine ausreichende Taktzeit zur Verfügung stehen oder es müssen durch Einsatz mehrerer mobiler Roboter weitere Vorteile wie flexibler, innerbetrieblicher Transport abgebildet werden können. Die Fahrwege müssen entsprechend breit sein (3m); das ist bei einem normalen Gabelstaplerbetrieb in der Regel bereits vorhanden. Die Räder sind so ausgebildet, dass Dehnfugen und Schlitze, welche man bei Feuerschutztoren o.ä. kennt, unproblematisch überfahren werden können. Ein virtueller Server und ein WLAN-Netz müssen vorhanden sein, aber auch das ist heute Industriestandard.

 

Vorteile der mobileCELL

  • Platzeinsparung vor jeder Maschine, welche eingebunden ist
  • Optimale Zugänglichkeit zur Maschine für Bediener und Servicepersonal
  • Nutzung eines Roboters für mehrere Maschinen
  • Verkettete Maschinen und Prozesse müssen nicht zwingend in Linie oder nebeneinander stehen
  • Die Lagerfläche befindet sich im günstigen Lagerbereich, nicht in der teuren Fertigungshalle
  • Werkzeuge können universell an mehreren Maschinen genutzt werden, sie sind nicht lokal an einzelne Maschinen gebunden
  • Kosten für die Intralogistik werden reduziert, da das FTF die Teile auch zum nächsten Prozess oder zum Lager bringt
  • Einbindung von Maschinen, die sonst nicht automatisiert werden können oder für die sich eine separate Roboterzelle nicht rentiert
zurück
Back to top