Globale Hersteller setzen mehr denn je auf Hochgeschwindigkeitsautomatisierung, um den heutigen Produktivitätsherausforderungen gerecht zu werden. Mit konventioneller Automatisierung wird es jedoch zunehmend schwieriger, die Produktion bei gleichbleibender Qualität zu steigern. Eine Beschleunigung von Prozessen wie dem Beschichten oder Dosieren kann die Genauigkeit und Wiederholbarkeit beeinträchtigen und erfordert komplexe Anpassungen, um die gewünschte Endproduktqualität zu erreichen. Typischerweise sind nur wenige geschulte und erfahrene Techniker in der Lage, diese Prozesse einzurichten und zu warten. Dies kann die Einführung neuer Produkte verzögern und die Montagelinien anfällig für Störungen machen.
Hochproduktive, präzise Beschichtung:
Die Erfahrung von Yamaha Robotics in der Zusammenarbeit mit Kunden aus verschiedenen Branchen, darunter Automobil, Elektronik und Medizintechnik, liefert wertvolle Erkenntnisse. Das Auftragen von Dichtmittel an den Fügekanten von Gussmetallteilen oder Kunststoffkomponenten wie Abdeckungen und Gehäusen vor der Montage ist eine häufige Anforderung, die oft mit herkömmlichen Antrieben zur Koordination von Linearbewegung und Dichtmittelauftrag erfüllt wird.
Um einen kontinuierlichen Dichtmittelstrom aufzutragen, muss das Bewegungssteuerungssystem präzise einem vorgegebenen Pfad entlang gerader Kanten und Ecken folgen. Typischerweise muss die Geschwindigkeit an Ecken reduziert werden, um die gewünschte Position genau abzufahren. Umgekehrt ist es wünschenswert, die Geschwindigkeit beim Fahren entlang gerader Kanten zu erhöhen, um die Gesamtdauer des Prozesses zu verkürzen.
Um eine gleichmäßige Dichtmittelmenge an allen Stellen zu gewährleisten, muss der Dosiermechanismus so gesteuert werden, dass der Dichtmittelfluss bei niedrigen Geschwindigkeiten gedrosselt und bei höheren Geschwindigkeiten erhöht wird. Dies ist schwierig zu realisieren und zwingt Unternehmen dazu, auf wenige Mitarbeiter mit dem erforderlichen technischen Fachwissen zurückzugreifen. Bei einer mangelhaften Einrichtung können Unregelmäßigkeiten wie übermäßige Dichtmittelmengen an Ecken auftreten, was letztendlich zu mehr Ausschuss am Ende der Produktionslinie führt. Andererseits kann eine niedrige und konstante Fahrgeschwindigkeit und Dosierrate die Prozesssteuerung vereinfachen, allerdings auf Kosten längerer Bearbeitungszeiten und eines geringeren Gesamtdurchsatzes.
Hersteller streben typischerweise hohe Qualität und hohe Geschwindigkeit an, ohne dabei auf Spezialkenntnisse angewiesen zu sein. Dies erfordert eine Lösung, die die Dichtmittel-Auftragsrate automatisch an die Änderung der Ausfahrgeschwindigkeit anpasst und so die gewünschte Materialmenge mit der maximal möglichen Geschwindigkeit für jede Position aufträgt.
Roboterautomatisierung:
Zahlreiche Branchen setzen mittlerweile auf Roboterautomatisierung, um die Produktivität zu steigern und zukunftssichere Flexibilität zu gewährleisten. Yamaha Robotics hat seine Robotersteuerungen der RCX-Serie sowie die zugehörigen grafischen Programmierwerkzeuge weiterentwickelt, um die Benutzerfreundlichkeit zu optimieren und Anwendern so zu helfen, die Vorteile dieser Technologie voll auszuschöpfen.
Die Yamaha RCX340-Steuerung unterstützt erweiterte Bewegungsfunktionen und vereinfacht die Einrichtung von Dosierrobotern. Insbesondere kann die Dosiersteuerung mit der Servosteuerung verknüpft werden, sodass die RCX340 die Dosiergeschwindigkeit in Verbindung mit der Bewegungsgeschwindigkeit regelt und so hohe Genauigkeit, hohe Geschwindigkeit und eine stabile Beschichtungsdicke gewährleistet. Diese „servogesteuerte Dosierung“ (Abbildung 1) ist für Yamaha SCARA- und kartesische Roboter geeignet.
Darüber hinaus ermöglicht die Steuerung die einfache Vernetzung mehrerer Roboter zur simultanen Steuerung und unterstützt einen erweiterten Befehlssatz, einschließlich spezieller Bildverarbeitungsbefehle, die die Programmierung vereinfachen und die Systemstartzeit minimieren. Die Programmierumgebung RCX STUDIO 2020 enthält Debugging-Funktionen, die Multitasking unterstützen, und bietet Funktionen zur Beschleunigung der Programmeingabe und zur schnellen Konfiguration.
Darüber hinaus ermöglicht die Nutzung gängiger Kommunikationsschnittstellen aus der Industrieautomation die einfache Integration in bestehende Produktionsumgebungen. Neben RS-232C- und Ethernet-Anschlüssen unterstützt der RCX340 gängige Feldbusse wie CC-Link, EtherNet/IP™, DeviceNet™, PROFIBUS, PROFINET und EtherCAT. Auch der Anschluss an universelle Servoverstärker oder Bildverarbeitungssysteme von Drittanbietern ist problemlos möglich, was die Einführung von Robotertechnologie in bestehende Fertigungsprozesse vereinfacht.
Hochgeschwindigkeitsbeschichtung in der Praxis:
Yamaha Robotics unterstützte kürzlich einen Automobilhersteller dabei, die präzise Applikation von Flüssigdichtstoffen auf Aluminiumgussteile mithilfe der Steuerung RCX340 und Yamaha-Robotern zu beschleunigen. Der Hersteller hatte die Produktion durch Erhöhung der Antriebsgeschwindigkeit seines bestehenden automatischen Dosiersystems nicht steigern können. Eine einfache Geschwindigkeitserhöhung hatte die Dosiergenauigkeit des Dichtstoffs beeinträchtigt, wodurch größere Mengen an Stellen mit geringerer Antriebsgeschwindigkeit aufgetragen wurden. Dies zwang das Unternehmen, die Anlage mit konstanter Geschwindigkeit zu betreiben, was zu längeren Bearbeitungszeiten führte.
Abbildung 2. Die Hersteller im Automobilsektor müssen hohe Produktivität mit extrem hoher Qualität verbinden.
Auf der Suche nach einer schnelleren und gleichzeitig einfach zu implementierenden Lösung, die keine spezialisierten Techniker erforderte, kontaktierte der Projektleiter Yamaha, um sich nach der Möglichkeit von Robotertechnologie als Alternative zu erkundigen. Nach Yamahas Vorführung der servogesteuerten Dosierung installierte er umgehend ein Testsystem im Werk, um dessen Potenzial zu erkunden.
„Es war deutlich, dass die Produktionsgeschwindigkeit gestiegen war, und unsere Analyse zeigte, dass auch die Beschichtungsqualität perfekt war“, sagt er und fügt hinzu: „Wir haben uns auch mit Yamaha bezüglich des Dosierprozesses beraten, den wir zuvor mit unserem eigenen internen Know-how konfiguriert hatten. Diese zusätzliche Erfahrung half uns, die optimalen Einstellungen extrem schnell zu berechnen und die Arbeitsbelastung unserer eigenen Ingenieure deutlich zu reduzieren.“.
Im sicheren Glauben, die angestrebte Geschwindigkeitssteigerung und gleichbleibende Qualität erreicht zu haben, ging das Projektteam zur abschließenden Verifizierung über und führte den Prozess anschließend in die Montagelinie ein. Unmittelbar nach Abschluss der Arbeiten begannen sie, Möglichkeiten zur Optimierung weiterer Produktionsprozesse mit Yamahas Robotern zu prüfen.
Fazit:
Hersteller in der Automobilindustrie und anderen Branchen müssen fortschrittliche Automatisierungslösungen einführen, um Durchlaufzeiten zu verkürzen und die Qualität zu sichern, während sie gleichzeitig die Produktivität steigern. Roboter können diese Anforderungen erfüllen, wenn sie mit modernsten Bewegungssteuerungstechniken und benutzerfreundlichen Tools zur Unterstützung von Programmierung und Einrichtung kombiniert werden. Benutzerfreundlichkeit ist unerlässlich, damit Anwender neue Prozesse schnell in ihre Produktionsumgebung integrieren können.
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