Ordnung in das Chaos

Bei Hirschvogel in Denklingen handhabt das System FHS 500 von Faude dynamisch und präzise schwere Schmiedeteile. Dabei greift es chaotisch zugeführte Bauteile und setzt sie schwingungsfrei nach Setzmuster zur Weiterverarbeitung ab. Vier Kameras identifizieren die Bauteile und sorgen für die präzise Bestimmung der Greifposition.

Hirschvogel Automotive stellt in sechs Werken weltweit Umformteile und Komponenten für die Automobilindustrie und ihre Systemlieferanten her. Im Stammwerk Denklingen fertigen mehr als 1.600 Mitarbeiter massivumgeformte Bauteile in Großserie. Um eine hohe Fertigungsqualität zu gewährleisten, treibt das Unternehmen die Automatisierung stark voran. Im Zuge dieser Entwicklung wurde gezielt eine Prozessoptimierung gefordert, die eine automatische Verkettung zur Reinigungsstation ermöglicht. Der Pick & Place-Prozess der Bauteile sollte im vorgegebenen Zeitraster erfolgen und ein schwingungsfreies Absetzen ermöglichen.

Langjährige Versuchsreihen mit konventionellen Robotersystemen brachten keine Lösung, die wirtschaftlich tragbar waren und die räumliche Gegebenheiten berücksichtigten. Faude Produktionsanlagen stellte sich der Herausforderung und lieferte mit dem Handhabungssystem FHS 500 eine Lösung, die alle Anforderungen erfüllte. Heute verringert sich die Distanz; in drei Sekunden erfolgt der Zugriff und lässt Chaoten keine Chance – denn das System erkennt alle Bauteile und greift sie sich, auch wenn sie liegend oder unsortiert zugeführt werden. FHS 500 kann Schmiedeteile bis sechs Kilogramm schwingungsfrei, senkrecht und nach vorgegebenem Muster absetzen.

Aus Platzgründen und unter wirtschaftlichen Aspekten galt dies lange als nicht umsetzbar, ist inzwischen aber Routine bei Hirschvogel. Die Gefahr, dass die Teile beim senkrechten Aufstellen wegen ihres hohen Schwerpunkts kippen könnten, ist dank der Flexmotion-Kinematik ausgeschlossen. Gleichzeitig arbeitet sie flexibel und schnell. In Verbindung mit einer 180-Grad-Schwenkachse bietet die um 270 Grad drehende C-Achse viele Möglichkeiten, um die Teile zu handeln. Dabei wirken die Antriebe direkt ohne zusätzliche Armglieder auf die Last ein. Im Vergleich zu Maschinen mit serieller Kinematik (zum Beispiel Schwerlast-Scaras oder Knickarmroboter) ergibt sich daraus ein optimiertes Last-Masse-Verhältnis mit besserer Dynamik, Präzision und Steifigkeit.

„Augen“ und „Hand“ der FHS 500 arbeiten lückenlos zusammen. Was auf dem 1.000 Millimeter breiten Band für die Zuführung passiert, erkennt sie mit einem Blick aus vier Kameras, der alle Bauteile identifiziert, ihre Lage bildübergreifend bestimmt, die Kollisionen der chaotisch an- oder aufeinanderliegenden Teile im Greifbereich überwacht und die Typenreinheit überprüft. Erreicht wird diese Leistung durch das Zusammenspiel des (speziell für die erschütterungsintensive Umgebung konstruierten) Kameraarms und der für diese Applikationen entwickelten Bildverarbeitungssoftware Flexvision RV. Auch die Erfassung der Bauteile außerhalb des Arbeitsraumes ist durch die Kopplung der Bildverarbeitung mit dem Rotationsgeber am Zuführband gewährleistet. Dem schnellen exakten und bandsynchronen Abgreifen der Teile steht damit nichts mehr im Wege.

„Mit der FHS 500 konnten wir den Automatisierungsgrad erhöhen. Die Maschine ist kompakt, lässt sich voll in die Verkettung integrieren. Flexibler und schneller geht es kaum. Die FHS 500 arbeitet nicht so genau wie möglich, sondern so genau wie nötig. Nach dem bisherigen Einsatz kann ich sagen, dass wir richtig zufrieden damit sind. Faude überzeugte neben fachlicher Kompetenz immer wieder durch die große Einsatzbereitschaft des Fachpersonals, und das bei gleichbleibend hoher Qualität.“ So lautet das Fazit von Stefan Maiwald, Technischer Leiter bei Hirschvogel in Denklingen. Weitere Pluspunkte erhält das Handhabungssystem auf Grund seiner kompakten Maße und seines hohen Bedienkomforts. Mit 2.300 mal 2.300 Millimeter und einer Höhe von 3.000 Millimetern ist der Platzbedarf gering.

Das Steuerungssystem ist so angelegt, wie es eine Industrieumgebung erfordert: intuitiv, kompakt und mit einem 19-Zoll-Touch-Bildschirm ausgestattet. Ein PC übernimmt die Maschinensteuerung und Bildverarbeitung. Genauso praktisch ist die Windows-konforme Bedienung. Je nach Anforderung des Kunden kann das System modular erweitert werden. Die Programmierung entspricht internationalen Standards, genauso wie die unterschiedlichen Feldbus-Anbindungen, der Fernzugriff über TCP/IP, die synchrone Datenausgabe an Digital-I/Os sowie Antriebe über Sercos.