Mobile Roboter steigern Produktivität und Sicherheit bei Elektronikhersteller

Eine mobile Flotte von Universal Robots erhält tägliche Arbeitsaufträge für sich ständig ändernde Aufgaben bei High-Mix/Low-Volume-Elektronikhersteller Scott Fetzer Electrical Group (SFEG; Fairview, TN). Geliefert von Universal Robots USA Inc. (East Setauket, NY; Odense, Dänemark) – kollaborative UR-Roboter optimierten Produktion um 20 %, übernahmen monotone und potenziell gefährliche Aufgaben von Mitarbeitern, die nun auf lohnendere Jobs umverteilt wurden.

SFEG entstand 2010 durch Zusammenlegung dreier Scott Fetzer Company Businesses: France Power Solutions, Northland Motor Technology, Kingston Products. Am Stadtrand von Nashville – Design/Fertigung elektrischer Energieprodukte: Transformatoren, Netzteile, Motion Controls, Antriebssysteme.

Als erster UR5-Roboter bei SFEG eintraf, wurde er schnell „Waldo“ getauft – inspiriert von „Wo ist Walter?“-Büchern mit freundlichem Kerl, der an neuen Orten in Menschenmengen auftaucht.

„Einen Tag biegt Waldo Blech, nächsten Tag Pick-and-Place, dritten Tag bringen wir ihn zum Manufacturing Day an die lokale High School“, sagt Matthew Bush, Director of Operations bei SFEG, Hersteller breiter Palette elektrischer Motoren und Komponenten.

UR-Roboter: neue Roboterart, klassifiziert als kollaborativ durch interaktives Design. Einfaches Setup für neue Aufgaben, integrierte Sicherheitssysteme – Roboterarm stoppt automatisch bei Begegnung mit Objekten/Menschen auf Route.

Bush fand diese Automatisierungslösung bei Suche nach Wegen, SFEG global wettbewerbsfähiger zu machen, bestehende Maschinen besser zu nutzen. „Größte Herausforderung als High-Mix/Low-Volume-Produzent: Die meisten Linien laufen nicht durchgängig. Roboter traditionell auf Linie zu bringen – riesige Herausforderung.“

„Wir wollten mobile, flexible Robotertruppe – nur mit kollaborativem Roboter machbar. Nur paar Angebote gesehen, UR-Roboter einziger, von dem wir dachten: Er kann den Job. Geschwindigkeit & Präzision eines Standard-Industrieroboters + Fähigkeit, herumzufahren und neben Menschen zu arbeiten.“ – Matthew Bush

SFEG montierte UR-Roboter auf Rollenpoden – baut nun Flotte mobiler UR-Roboter im Blechbereich. Roboter integriert in gesamten Produktionszyklus: vom Zuschnitt des Rohlings auf Stanzpresse bis Umformen, Falten, Endmontage elektrischer Komponenten. Weitere Roboter geplant für Revolverpressen und Abkantpressen.

„Wir sehen ~20 % Steigerung durch Pacemaker mit Universal Robots, die Hand in Hand mit unseren Leuten arbeiten“, sagt General Manager Rob Goldiez. UR-Roboter an Motorfield-Linie: UR5 und UR10 (Namen nach Payload in kg). Alle: 0,1 mm Wiederholgenauigkeit, Reichweite 19,7–51,2" (500–1300 mm).

UR5 am Linienende neben Mitarbeiter, der Motorenteil reicht. UR5 nimmt Teil, legt in Halter, nimmt Seitenschneider, trimmt Drähte, legt Teil für UR10 zur Aufnahme und Platzierung auf Förderer zur Endmontage.

„Mehrere Roboter verketten, via Modbus TCP Verbindungen und Roboterstatus lesen. Infos an andere Softwarepakete weitergeben, Daten sammeln. Öffnet viele Türen für Dinge, die wir gerade erst anschauen.“ – Principal Engineer Jamie Cook

UR-Roboter kommt mit Touchscreen-Pendant für gesamte Programmierung. Roboterarm steuern: Pfeiltasten am Screen oder Arm greifen und „teachen“ gewünschte Bewegungen zwischen Wegpunkten. Eliminierte strukturierte Textprogrammierung, die Cook bei traditionellen Roboter sonst codieren musste.

„Wirklich einfach zu lernen, lief viel glatter als erwartet. Würde sagen: 1/3 bis 1/2 Implementierungszeit rausgenommen basierend auf früheren Erfahrungen.“ – Jamie Cook

Bei Automatisierungssuche: Monotone & potenziell gefährliche Aufgaben eliminieren = Priorität #1. Weitere Aufgabe jetzt durch mobile UR-Flotte: Epoxid in Leiterplatten füllen.

Früher: Mitarbeiter stellten große Charge Leiterplatten her, standen da, füllten manuell Zweikomponenten-Epoxid, schickten in Aushärtungslinie. Heute: Roboter macht das ganztägig → One-Piece-Flow. Sicherheitsrisiken an Motorfield-Linie vermieden: UR-Roboter übernimmt Drahtschneiden.

„Potenzielle Karpaltunnelsyndrom-Anwendung: ~16.000 Drähte/Tag von Hand schneiden. Dachten: Toll für Roboter – lassen SIE Karpaltunnel bekommen!“

„~1:1 Bewegung von Leuten von Robotereinsatzbereichen in andere Geschäftsbereiche. 14 Universal Robots aktuell – bei Vollimplementierung erwarten wir 14 Mitarbeiter umsetzen zu können“, sagt Goldiez.

Nächstes Robotertask in Entwicklung: C-Clips auf Anker aufsetzen. An Lackierofen: zwei UR10s be-/entladen Körbe mit Motoren. Ein UR10 bereits am Ende Lackierförderer – einfache Transferstation, Körbe zwischen Linien bewegen.

„Wir prüfen alles, was wir neu designen, ob wir es mit Roboter montieren können. Wenn nicht: zurück ans Reißbrecht, neu versuchen.“

Weitere Infos Universal Robots USA Inc.: www.universal-robots.com, Telefon 631-610-9664.

Erstveröffentlicht in Manufacturing Engineering, März 2016. „Mobile Robots Increase Worker Productivity, Safety“ als PDF.