FRAI Robotic Technologies demonstriert mobile Roboter-Arbeitszelle

Jun 07, 2023

3. November 2022 von Mark Allinson Hinterlasse einen Kommentar

Automatisierungsaufgaben werden immer anspruchsvoller. Der Einsatz intelligenter Software in Kombination mit entsprechenden Automatisierungslösungen ermöglicht nicht nur das Be- und Entladen von Werkstücken, sondern auch das vollautomatische Rüsten von Werkzeugmaschinen durch den automatischen Wechsel von Werkzeugen und Spannmitteln.

FRAI Robotic Technologies, ein österreichisches Unternehmen, das sich auf den Bau maßgeschneiderter Automatisierungslösungen spezialisiert hat, entwickelt „hochflexible“ Robotersysteme, um auf diesen Trend zu reagieren. Konzepte wie die mobileCELL sind ein absolutes Novum und ermöglichen vielfältige Ausbaustufen, sodass sie möglichst zukunftssicher und wettbewerbsfähig sind.

Unterschiedliche Branchen, Serienfertigung, kleine Losgrößen, vielfältige Werkzeugmaschinen und die Unsicherheit vieler Hersteller, ob das aktuelle Produkt im nächsten Jahr noch im Trend liegt oder sich zum Ladenhüter entwickelt – all das erfordert Flexibilität in der Produktion.

Für die Automatisierung bedeutet das, mit den steigenden Anforderungen Schritt zu halten: Sie muss rund um die Uhr autonom produzieren, flexibel einsetzbar und Industrie 4.0-konform sein. Neben dem klassischen Teilewechsel übernimmt die Automatisierung auch die weiteren Aufgaben wie Werkzeugwechsel, Teiletransport, Logistik, Leitrechnerfunktionen, Teileverfolgung und Produkthistorie.

Je komplexer die Aufgabe, desto mehr Elemente benötigen Sie aus dem „Know-how-Baukasten“. Als Know-how-Baukasten bezeichnet FRAI Lösungen, die bereits erfolgreich in der Praxis umgesetzt wurden und unter realen Produktionsbedingungen funktionieren.

FRAI hat bereits zahlreiche Baukastenelemente entwickelt: Teile- und Positionserkennung, Bin Picking, Lesen und Beschriften eines DMC (Data Matrix Code), Teilekonturüberwachung, automatischer Greiferwechsel, Backenwechsel und so weiter.

Je nach Aufgabenstellung verfügt FRAI auch über ein Netzwerk an Partnerunternehmen, die weitere Aspekte wie Leitrechnerlösungen abdecken.

Es gibt mehrere Mega- und Makrotrends, die in den kommenden Jahren nicht nur die Automatisierung, sondern nahezu alle Industriezweige prägen werden. Erstens gibt es eine Individualisierung: Es wird kleinere Serien und häufigere Produktänderungen/-innovationen geben. Zweitens haben wir Konnektivität: Alles ist vernetzt, jedes Bauteil hat einen QR-Code und kann bis zum Recycling verfolgt werden.

Wenn Sie an ein Smartphone denken, ist das Telefonieren nicht mehr die Hauptfunktion. Das Gleiche gilt für die Automatisierung in dem Sinne, dass der Transport eines Werkstücks von A nach B nicht unbedingt in jeder Anwendung die Hauptaufgabe ist. Stattdessen hat sich der Fokus auf Erkennung, Verfolgung und Multitasking verlagert.

Kameraerkennungs- und Greiferwechselsysteme in Kombination mit Leitrechnerlösungen sind zu Kernkomponenten einer flexiblen Industrie 4.0-kompatiblen Lösung geworden. Weltweit geht der Trend hin zu einer Small-Cell-Lösung mit hoher Intelligenz und hohem IT-Anteil.

Die oben genannten Trends und Anforderungen erfordern eine umfassende Vernetzung, insbesondere Informationsdatenerfassung und -auswertung. Dies wird immer wichtiger. Wir müssen in der Lage sein, Daten zu erfassen, zu verarbeiten, auszuwerten und/oder weiterzugeben.

Dadurch lassen sich die Produktion, der Ablauf und damit die Kapazitätsauslastung optimieren sowie Kundenanforderungen erfüllen, die eine 100-prozentige Rückverfolgbarkeit und Teilehistorie erfordern.

Eine Verbesserung der Kapazitätsauslastung senkt die Stückkosten, während eine höhere Qualität die Kosten schlechter Qualität senkt. Dies sind bekannte Anforderungen, sie gewinnen jedoch zunehmend an Bedeutung. Bei der Automatisierung geht es also künftig darum, mit entsprechender Hardware einen flexiblen Materialfluss zu gewährleisten, Bauteile zu handhaben und auch vielfältige Rüstprozesse umzusetzen.

Wenn es um moderne Automatisierungskonzepte geht, beginnt eine ganzheitliche Kundenbetreuung bereits beim technischen Vertriebsteam. Hier müssen erfahrene Techniker Hand in Hand mit Visionären, 3D-Designern und Softwarespezialisten zusammenarbeiten, um das für den Kunden sinnvollste Gesamtkonzept zu erstellen. Diese Ressourcen müssen sowohl in der Angebotsphase als auch später für die Auftragsabwicklung bereitgestellt werden.

Dazu gehört zum einen, selbst junge Leute auszubilden und zum anderen auf eine gute Durchmischung in allen Abteilungen zu achten, damit man gut auf die neuen Aufgaben vorbereitet ist. Es ist wichtig, im eigenen Unternehmen High-Tech-Expertise aufzubauen und sich kontinuierlich anzupassen, da die Entwicklung in diesen Bereichen rasant voranschreitet.

Bei der mobileCELL von FRAI handelt es sich um eine Hybridlösung, die durch die Kombination vielfältiger Funktionen und Vorteile überzeugt. Es gab eine Zeit, in der die klassische Roboterzelle nur Werkstücke be- und entladen konnte. Diese Grundfunktion wurde dann durch Greiferwechselsysteme erweitert.

Aufgrund der erheblichen Nachteile einer ortsgebundenen Roboterzelle und der Kosten für Intralogistikaufgaben wurde eine Lösung diskutiert, die Vorteile für den Kunden bringt. So reifte das Konzept des mobilen Roboters und wurde in einen Prototypen umgesetzt.

Ein großzügig dimensioniertes Fahrerloses Transportfahrzeug (AGV) im Roboterzellendesign mit allem, was Sie brauchen. Also Roboter, Werkstück- und Werkzeuggreifer, Pufferplätze für Werkstücke und Werkzeuge sowie die nötige Steuerungs- und Sicherheitstechnik. Die Maschine ist frei zugänglich. Es ist nicht blockiert oder behindert.

Das AGV sammelt die benötigten Werkzeuge und Werkstücke im Lager ein, fährt dann zur Vorderseite der Maschine, arretiert sich am Boden und tauscht Teile bzw. Werkzeuge aus. Anschließend fährt das Fahrzeug wieder weg und erhält die Fahranweisungen für die nächste Maschine. Der Platz vor der gerade beladenen Maschine wird wieder frei.

Damit eine mobileCELL sinnvoll ist, muss die Zykluszeit ausreichend lang sein oder es müssen andere Vorteile wie ein flexibler innerbetrieblicher Transport durch den Einsatz mehrerer mobiler Roboter gegeben sein. Die Fahrwege müssen ausreichend breit sein (3 m); das ist bei normalem Staplerbetrieb in der Regel der Fall.

Die Räder sind so konzipiert, dass sie Dehnungsfugen und Schlitze, wie sie bei Brandschutztüren o.ä. vorkommen, problemlos überfahren können. Ein virtueller Server und ein WLAN-Netzwerk müssen vorhanden sein, aber auch das ist heutzutage Industriestandard.

Vorteile von mobileCELL:

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