Des Roboters Zahnbürsten

Wir kennen das Anforderungsprofil: Abnehmende Losgrößen, wechselnde Varianten, unterschiedliche Formate. Und wir kennen die Lösung für solche Aufgaben: Flexible Produktionsanlagen mit Robotern und Bildverarbeitung. Dann wird das etwas mit den Zahnbürsten.

Große, kleine, dicke oder dünne. Geriffelte oder glatte Griffe, kurze oder breite Bürstenköpfe. Und bunt, sehr bunt. Zahnbürsten sind nicht ganz so induviduell wie ihre Benutzer, aber immerhin. Kunden stehen vor der Qual der Wahl und Hersteller vor dem Problem der Differenzierung gegenüber ihren Wettbewerbern. Um weitere Marktsegmente oder Käufer zu gewinnen, entwickeln sie immer wieder neue Geometrien, Materialkombinationen und Zusatzfunktionen der Bürsten. Das senkt die Losgrößen. Die vielfältigen Formen und Qualitäten rationell zu fertigen, verlangt neue Konzepte. Hier setzen die Entwicklungsingenieure bei Zahoransky auf Kleinmaschinen mit hohen Leistungsmerkmalen, Multifunktionsfähigkeit und robotergestützte Automation.

Standardtechnik reicht nicht mehr

Die Zuführsysteme konventioneller Produktionsanlagen erweisen sich beim Umrüsten auf andere Produktvarianten als entscheidender Engpass. Der Grund: Für das Umrüsten müssen die Anlagen oft mehrere Stunden stillstehen, da viele Teile auszutauschen und auf neue Formate umzustellen sind. Diese zeit- und lohnintensiven Rüstarbeiten mindern die Wirtschaftlichkeit des Gesamtprozesses. Deshalb suchten die Entwickler von Zahoransky im Werk Todtnau nach Lösungen für automatisierte Produkt- und Formatwechsel. Erste Versuche in Richtung Zuführsysteme mit Bildverarbeitung erfüllten zwar die gestellten Grundanforderungen, funktionierten aber laut Konstruktionsleiter Guido Sommer nicht durchgehend und sicher. Die Lösung brachte dann die Zusammenarbeit mit dem Systemintegrator robomotion aus Stuttgart. Robomotion-Geschäftsführer Dr.-Ing. Andreas Wolf erläutert: „Wir hatten bei anderen Projekten bereits gute Erfahrungen mit Systemen von ABB Robotics gemacht. Für die gestellten Anforderungen bei Zahoransky schien uns der FlexPicker IRB 360 mit dem Bildverarbeitungssystem PickMaster prädestiniert zu sein. Der Roboter eignet sich hervorragend für schnelle und vor allem präzise Pick&Place-Anwendungen.“ Weitere Gründe sind für Wolf die problemlose Integration und die Erweiterungsmöglichkeiten der Bildverarbeitung PickMaster durch selbst geschriebene Zusatzprogramme. So konnte robomotion das Softwarepaket ideal an die Anforderungen des Zahoransky-Systems anpassen.

Roboter beseitigt Engpass

Aber Roboter und Software allein machen noch kein funktionsfähiges System aus. Dazu bedarf es noch intelligenter Sensoren und speziell an das Produkt angepasster Greifwerkzeuge. Robomotion installierte für diese Anwendung speziell entwickelte mechanische Greifer, die sich gegenüber Sauggreifern wesentlich besser an variable Bedingungen und Produkte anpassen lassen. Die nach ihrer Art sortierten Rohlinge kommen als Schüttgut in das Zuführsystem. Hier greift der kameragesteuerte IRB 360 die einwandfreien Rohlinge und setzt sie in Halterungen für den anschließenden Bestopfungsprozess, in dem die Bürstenköpfe ihre Borsten erhalten. Dank seiner „Sehfähigkeit“ nimmt der Roboter nur einwandfreie Rohlinge für die weitere Produktion auf und ignoriert die von der Bildverarbeitung als fehlerhaft erkannten Teile. Letztere schleust das System automatisch aus dem Prozess. „Mit 70 Teilen pro Minute ist die Ausbringung im Vergleich zur vorherigen Technik um ein Vielfaches höher und stundenlange Maschinenstillstände beim Umrüsten auf neue Muster gehören ebenfalls der Vergangenheit an“, fasst Sommer die Ergebnisse zusammen. Zudem biete die hohe Arbeitsgeschwindigkeit des IRB 360 noch erhebliche Leistungsreserven, durch die sich weitere Möglichkeiten zum Optimieren des Materialflusses erschließen lassen. So können Anwender größere Durchsätze in deutlich kürzerer Zeit zuverlässig bewältigen und dabei die Produkte stets schonend handhaben. Aufgrund der hervorragenden Resultate will man jetzt bei Zahoransky den IRB 360 zusammen mit PickMaster auch in anderen Geschäftsbereichen einsetzen, zum Beispiel in Blisterverpackungsmaschinen.

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