NPE2018:Roboter und Automatisierung bewältigen steigende Komplexität

Unsere NPE-Preview im April, May Show Dailies und Juli-Highlights berichteten über neue Roboter und Automatisierungssysteme von Absolute Robot, Arburg, Boy Machines, Beck Automation, Campetella, CBW Automation, Engel, Fanuc America, KraussMaffei, Rethink Robotics, Sepro America, Staubli, Universal Robots, Wittmann Battenfeld und Yushin. Aber bei der Show kamen noch mehr Neuigkeiten.

NEUE AUTOMATISIERUNGSGRUPPE ZUSAMMENGESTELLT

In den USA gibt es eine neue Gruppe von Spritzguss-Robotik-Unternehmen:Die Hahn Group, eine auf Automatisierung ausgerichtete Holdinggesellschaft mit Sitz in Deutschland, gründet Hahn Plastics Automation, bestehend aus einem bekannten und zwei in den USA weniger bekannten Namen Prozessoren. Die erste ist Waldorf Technik aus Deutschland, ein Spezialist für Side-Entry-Roboter für medizinische Hochgeschwindigkeits- und Verpackungsanwendungen. Etwa 20 % seines Geschäfts sind bereits in den USA tätig. Viel neuer auf diesem Markt ist Wemo of Sweden, das Servo-Picker und Standard-Linearroboter mit oben und seitlichem Einstieg für eine breite Palette von Spritzgussanwendungen herstellt. Drittens ist GeKu aus Deutschland, ein Hersteller von High-End-Custom-Automation (hauptsächlich Top-Entry) für Automobil, Elektronik und Weiße Ware. Ganz neu sowohl für die Hahn Gruppe als auch für den US-Markt verfügt GeKu über langjährige Erfahrung mit großen Automobilzulieferern für komplexe Aufgaben wie das Laden von Beilagen und die vertikale Pressenautomatisierung. Es erstellt auch eine eigenständige Automatisierung für Offline-Tests von Elektronik.

Geschäftsführer der neuen Kunststoffautomation ist Markus Klaus (ehemals Wittmann Battenfeld). Er sucht nach einem Standort in Neuengland, um eine Produktionsstätte für Waldorf- und GeKu-Produkte anzusiedeln (derzeit ist die Gruppe in einem Werk der Hahn Gruppe in Hebron, Ky.) ansässig. Klaus wird in den nächsten 18 Monaten 10 Leute einstellen, um die beiden Ingenieure von Waldorf und GeKu zu ergänzen, die aus Deutschland in die USA kommen.

GRÖSSTER ROBOTER IN NORDAMERIKA

Ranger Automation Systems gab bekannt, dass es „den größten Roboter in Nordamerika“ baut, um eine 6.750-Tonnen-Spritzpresse auszustatten, die von Milacron für 20/20 Custom Moulded Plastics, Holiday City, Ohio, gebaut wird. Der Spritzgießer entschied sich für Ranger, um einen Roboter mit einer Nutzlastkapazität von 400 lb, einer vertikalen Verfahrbewegung von 18 Fuß und einer Reichweite von 12 Fuß an jedem der zwei fünfachsigen Arme zu bauen, die sich einen gemeinsamen Träger teilen. Dieses Ranger-Modell RT-6000-S10 wird in der Lage sein, Teile mit einer Breite oder Höhe von bis zu 10 Fuß unabhängig oder im Tandem aus beiden Formhälften und aus Etagenformen zu entnehmen. Der riesige Roboter wird eine vergrößerte Version des Ranger RT-3000-Doppelarmroboters sein, der auf Uniloy Milacron-Strukturschaummaschinen von 20/20 läuft.

Inzwischen hat Star Automation mehrere Neuentwicklungen zur NPE gebracht. Dazu gehörten ein Dreiachsen-Servokopf – Handgelenk-, Dreh- und Kippachsen – und eine neue 620-Steuerung für die Roboter der TW-VII-Serie. Wie im Juli berichtet, wurden der Kopf und die Steuerung bei einer Demonstration des Roboters verwendet, der japanische Kalligraphie malte. Weitere neue Funktionen sind die Schnellwechselfähigkeit für End-of-Arm-Tooling (EOAT), die eine drahtlose Kommunikation zwischen dem Tooling und dem Roboter verwendet.

Außerdem hat die vertikale Achse einen Geschwindigkeitsschub erhalten, und kleinere Modelle haben jetzt ein erhöhtes Drehmoment für schnelleres Beschleunigen und Abbremsen. Ebenfalls neu sind Roboter der ZPX-Serie mit Highspeed-Kohlefaserarm und neuer 520er Steuerung. Diese Roboter können Teile in nur 0,29 Sekunden entnehmen, bei einem Gesamtzyklus von 1,97 Sekunden.

Diese Roboter wurden um Industrie 4.0-Fähigkeiten erweitert, indem das OPC-UA-Kommunikationsprotokoll in die 520-A- und 620-A-Steuerungsversionen integriert wurde. Zu den Fähigkeiten gehört die drahtlose Echtzeit-Produktionsüberwachung, die auf der Messe durch die Vernetzung aller Roboter am Stand demonstriert wird. Daten wie Produktionsmengen pro Schicht sind im Web verfügbar und E-Mail-Benachrichtigungen können automatisch gesendet werden, wenn eine Maschine oder ein Roboter ausfällt.

Zu den weiteren neuen Steuerungsfunktionen gehört die 3D-Animation des Roboterzyklus zur abschließenden Überprüfung eines neuen Programms oder um einem neuen Bediener zu zeigen, welche Bewegungen das Programm erfordert. Eine kleine USB-Kamera kann an das Steuergerät angeschlossen werden; es kann ein Bild von einem Teil aufnehmen und das Bild speichern. Der Bediener berührt lediglich das Bild und die Steuerung ruft das Betriebsprogramm für diesen Teil aus dem Speicher ab. Außerdem erkennt eine Kollisionserkennungsfunktion den Bewegungswiderstand und stoppt den Roboter automatisch.

Sepro America gab eine Vereinbarung mit Absolute Haitian bekannt, um Sepro Drei-, Fünf- und Sechs-Achs-Roboter mit Haitian- und Zhafir-Spritzpressen in Nordamerika anzubieten. Alle Roboter verfügen über eine vollständig in die Maschinensteuertafel integrierte und zugängliche Steuerschnittstelle. Absolute Haitian-Techniker werden von Sepro geschult, um After-Sales-Service zu bieten. Sepro hat sich auch mit Machines Pages of France für IML-Anwendungen zusammengetan.

Auf der Messe betonte Sepro auch seine Fähigkeit, komplette automatisierte Zellen mit diesen komplexen Demonstrationen bereitzustellen:

• Medizinisches Hochgeschwindigkeitsformen mit Teileorientierung und Kavitätentrennung :Ein Sepro S5 Linearroboter bedient eine Maschine mit 32-fach Werkzeug. Hohlraumvereinzelte Teile wurden einer Packstation zugeführt, während ein Fördersystem mit jeweils 96 Teilen befüllte Gestelle beschickte. Alle 12 Zyklen wurden acht 96-teilige Regale befüllt und von einer Pick-and-Place-Einheit zum Auslaufband transportiert und einem Bediener zur Verpackung übergeben.

• Doppelroboter für zwei 250-Tonnen-Pressen :Einer von zwei S5-25-Linearrobotern, die auf einem gemeinsamen Träger montiert sind, holte Einsätze aus einem Feeder, bevor er Formteile entnahm und die Einsätze für den nächsten Zyklus platzierte. Anschließend überführte er die Formteile und legte sie zum Umspritzen auf Presse 2 in die Form. Der zweite S5-25-Roboter nahm die umspritzten Komponenten auf, fügte die beiden Hälften zusammen und legte zwei fertige Teile auf dem Ausgabeband ab.

• Entnahme von 4-fach-Familienwerkzeugen mit Einpresseinsätzen, automatischer Entgruppierung und Verpackung :Während ein Linearroboter Sepro Success 22 Spritzteile aus der Spritzgießmaschine entnahm und zum Entgraten in eine Besäumstation einlegte, holte ein Knickarmroboter Sepro 6X-90L Einlegeteile aus einem Schwingförderer und positionierte sie zum Einpressen in den Entgatter Teile und in Tragebehältern gesammelt.

• Stoffstanzen und -umspritzen auf einer vertikalen Presse :Eine Stanzmaschine produzierte acht runde Stoffeinlagen, die von einem Sepro 6X-90L Sechs-Achs-Roboter in ein Achtfach-Werkzeug auf einem Wechseltisch geladen wurden. Der Tisch wurde dann um 180° gedreht, um die Einsätze für das Umspritzen zu positionieren, während acht fertige Einsätze an den Roboter zur Entnahme und Platzierung in acht Stapelrohren geliefert werden.

• Große, komplexe Automobil-Formzelle mit 17 Einsätzen :Ein Sepro 6X-90L-Sechsachsen-Roboter nimmt nacheinander drei Arten von Einsätzen von drei Vibrationsförderern auf und lädt sie, wobei jeder auf einer Seite einer zweiseitigen Tischanordnung positioniert wird. Ein S7-75-Linearroboter nahm die bereitgestellten Einsätze sowie einen einzelnen großen Einsatz auf und beschickte sie eine Seite des Werkzeugs, entnahm ein fertiges Teil aus der anderen Werkzeughälfte und platzierte es auf einem Ausgabeband.

Wie in der NPE-Nahaufnahme im Juli berichtet, betrieb Yushin America eine eigene hochkomplexe Zelle am NPE, um die vielfältigen Fähigkeiten seiner Roboter zu demonstrieren. Die Zelle umfasste zwei Spritzgusspressen, zwei Linearroboter, einen siebenachsigen kollaborativen Roboter, IML, Tampondruck, zwei Gewindeteile (aus dem Werkzeug herausgeschraubt und dann durch die Servohandgelenke der Roboter zusammengeschraubt), das Schließen eines Scharnierverschlusses und gedruckte Karten, die vor der Montage in das Produkt eingelegt werden.

Wie im April berichtet, stellte Yushin seine FRA-Servo-Linearroboterlinie vor. Zu den neuen Funktionen gehört die Bogenbewegungssteuerung – mehrachsige Bewegungen, die einen glatten Bogen-Verfahrweg anstelle von rechtwinkligen Ecken ergeben, was die Roboterzykluszeiten erheblich verkürzen kann – von 16 Sekunden auf 12 Sekunden bei der Demonstration auf der Messe. Ebenfalls neu ist ein 3-Achsen-Servohandgelenk für die FRA-Serie, das 50 % schlanker ist als die Vorgängermodelle.

Alle FRA-Roboter verfügen außerdem über eine integrierte Mobilfunkkommunikationsfunktion für die Berichterstattung von Produktionsdaten an die Cloud. Diese Funktion der Intu Line wurde durch eine Anzeige von Daten mehrerer Yushin-Roboter an verschiedenen Ständen auf der Messe sowie in Japan demonstriert.

Ebenfalls im April berichtet wurde, dass Yushin den kollaborativen Roboter (oder „Cobot“) OB-7 in seine Produktlinie aufgenommen hat. Der von Productive Robotics in den USA gebaute OB-7 verwendet einen Laserscanner, um Hindernisse (z weg.

Diese Funktion ermöglicht es dem Cobot, sechs- bis achtmal schneller zu laufen als andere Cobots, die auf niedrige Geschwindigkeit und Drehmoment angewiesen sind, um eine versehentliche Verletzung einer Person zu verhindern. Eine weitere Neuentwicklung von Yushin ist das CT2- oder Clamp Traverse-System mit zwei Roboterarmen auf einem einzigen Balken, die statt quer zur Maschinenachse ausgerichtet sind. Ein Arm ist mit der Form verbunden und der andere mit nachgelagerten Operationen. Am Stand von Yushin lief außerdem eine Zelle mit zwei Robotern zum Entformen, Stapeln und Verpacken von Teilen. Der Controller überwachte die beiden Kopfpositionen im 3D-Raum, um Kollisionen zu vermeiden, und zählte auch Schüsse, um das Stapeln und Einsacken zu regulieren.

Im vergangenen Jahr hat Yushin die Yushin University ins Leben gerufen:kostenloses Online-Training rund um die Uhr mit Lektionen und Quiz sowie einem ausdruckbaren Zertifikat nach Abschluss des Kurses. Mindestens 1800 Kunden haben sich bereits angemeldet, sagt Yushin.

Eine neue Funktion, die von den Beta-Kunden von Yushin in Japan getestet und in den USA noch nicht veröffentlicht wird, ist ein EOAT Auto Design Tool. Es verwendet CAD-Modelle der Form oder des Produkts; oder der Benutzer kann das Teil zeichnen sowie das Layout und den Abstand angeben.

Die Teilegeometrie kann auch durch einfache Formen simuliert werden. Der Benutzer wählt aus einer Bibliothek von 50 EOAT-Vorlagen und bestimmt, wo die Saugnäpfe platziert werden sollen. Anschließend entwirft das System den vollständigen EOAT, einschließlich der Handgelenksplatte, zusammen mit einer Stückliste, allen Abmessungen und dem Gewicht. Yushin hofft, dies in naher Zukunft auf seiner Website anbieten zu können.

Yudo aus Südkorea (US-Büro in Livonia, Michigan) zeigte mehrere Neuentwicklungen, darunter den Ultrahochgeschwindigkeits-Linearroboter Zema 508 mit aktiver Antivibrationskontrolle, bis zu 350° Rotation und 5 kg Traglast (bis 25 kg für andere Modelle der Zema-Serie). Es wurde mit dem Yu-Eye Vision-System für die Formen- und Teileinspektion gezeigt.

Ebenfalls neu von Yudo ist ein kollaborativer Roboter mit sechs oder sieben Achsen, der auf einem stationären Podest stehen oder auf einer Schiene fahren kann (Track Motion System). Es kann für die Maschinenbeschickung mit Teileentnahme und QC-Prüfungen verwendet werden (Sichtfähigkeit optional). Es soll angeblich von Samsung zur Herstellung von Waschmaschinenkomponenten verwendet werden.

Staubli demonstrierte den automatisierten Werkzeugwechsel innerhalb von 60 Sekunden. Ein Werkzeug in einer Vorwärmstation ausserhalb der Maschine verfügt über einen manuell betätigten Staubli-Mehrfachkupplungsstecker, der mit einem einzigen Hebel manuell betätigt wird. Es spart Zeit und verhindert Fehler beim Herstellen von Verbindungen.

Die vorgewärmte Form gleitet vom Tisch auf einen fahrbaren Wagen auf einer Schiene; seine Position wird durch Näherungssensoren bestätigt. In der Spannvorrichtung der Spritzgussmaschine werden die beiden Werkzeughälften miteinander verriegelt, und die automatischen Mehrfachkupplungsvorrichtungen von Staubli trennen automatisch alle Dienste in 3 Sekunden, ohne dass ein Bediener in der Presse anwesend ist. Die Form gleitet aus der Presse auf den Wagen und die neue Form gleitet in die Presse. Der Auswerfer wird automatisch montiert und die Form wird magnetisch in 3 Sek. gespannt. Näherungssensoren sorgen für die richtige Werkzeugpositionierung, und die intelligente Magnetklemmung berechnet die erforderliche Haltekraft und steuert diese Kraft während des gesamten Formprozesses. (Es kann die Presse alarmieren und stoppen, wenn ein Fehler erkannt wird.) Der automatische Wechsel des Roboter-EOAT kann in den QMC-Prozess einbezogen werden; ein RFID-Chip am Werkzeug wird vom Werkzeugtisch gelesen, der dem Roboter sagt, welcher Greifer zu verwenden ist.

Staubli sagt, dass der Wechsel einer 40-Tonnen-Form, die heute auf konventionelle Weise 6 Stunden dauert, jetzt in weniger als 5 Minuten erledigt werden kann. Der Verzicht auf einen Laufkran spart Zeit und erhöht die Sicherheit, so das Unternehmen.

Laut Staubli-Quellen gibt es in Mexiko vier automatisierte QMC-Systeme und in den USA fünf auf Pressen von 2300 bis 3000 Tonnen. Diese Quellen weisen darauf hin, dass Kunden möglicherweise nicht alle Elemente des Systems benötigen – zum Beispiel stellen Benutzer von Werkzeugen mit hoher Kavitation fest, dass schnelle und zuverlässige Verbindungen aller Werkzeug- und Serviceleistungen ihre höchste Priorität haben.