Handhabung

Intelligentes Equipment für die smarte Produktion

| Redakteur: Jan Vollmuth

Mithilfe eines prototypisch integrierten Kraftmesssystems und einer speziellen Elektronik erfasst der Greifer Schunk EGL prozessintegriert in Echtzeit Angaben zur Größe des Bauteils, zu dessen Beschaffenheit und zu dessen Zustand.
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Mithilfe eines prototypisch integrierten Kraftmesssystems und einer speziellen Elektronik erfasst der Greifer Schunk EGL prozessintegriert in Echtzeit Angaben zur Größe des Bauteils, zu dessen Beschaffenheit und zu dessen Zustand. (Bild: Schunk GmbH & Co. KG)

Die industrielle Produktion steht vor einem grundlegenden Wandel. Der Trend geht zu intelligenten, hoch vernetzten Anlagen, die flexible Prozesse ermöglichen. Dabei reicht die Digitalisierung der Produktion weit über den Aufbau hochintegrierter Maschinen hinaus. Sie erstreckt sich über den kompletten Anlagen-Lebenszyklus vom Konzept und der Auslegung einzelner Komponenten bis zur Wartung und Langzeitanalyse.

Was haben der deutsche Philosoph und Mathematiker Gottfried Wilhelm Leibniz und der britische Mathematiker George Boole gemeinsam? Als Leibniz das Dualsystem 1703 in einem Artikel erstmals vollständig formulierte und Boole 1847 die Grundlagen für die boolsche Algebra legte ahnten beide nicht, dass sie damit wichtige Grundpfeiler der heute allgegenwärtigen Digitalisierung formulierten, die nun auch die industrielle Produktion verändert.

Kommunikation, Transparenz und Flexibität

Diesem Trend zur Digitalisierung trägt auch der Spezialist für Greifsysteme und Spanntechnik Schunk Rechnung. Für das Unternehmen stehen dabei drei Aspekte im Fokus: die Kommunikation aller beteiligten Komponenten, maximale Transparenz auf Anlagen-, Komponenten-, Leittechnik- und Unternehmensebene und eine flexible Reaktion auf externe und interne Ereignisse. Dazu stellt Schunk unterschiedliche Tools und Module bereit, die Planungs-, Inbetriebnahme-, Wartungs- und Stillstandzeiten reduzieren sollen.

So vereinfachen z.B. die Linearmodule Schunk ELP die Inbetriebnahme: Es genügt, die Achse über Norm-Stecker (M8/M12) anzuschließen, die Endlage mechanisch mit einem Sechskantschlüssel einzustellen und die Ein- beziehungsweise Ausfahrgeschwindigkeit an zwei Drehschaltern zu regulieren. Das Linearmodul einzusetzen erfordert also weder mechatronisches Know-how noch Platz im Schaltschrank.

Einrichten leicht gemacht

Eine in die Achse integrierte LED-Anzeige signalisiert den Status des Learn-Vorgangs. Meist genügen zwischen zwei und fünf Hübe, bis die automatische Programmierung abgeschlossen ist. Anschließend wird der Prozess kontinuierlich überwacht. Ändert sich das Teilegewicht im laufenden Prozess, passt die Achse ihr Bewegungsprofil automatisch an.

Beispielhafte Anwendungen des Smart Grippings auf Basis von Schunk-Greifern aus der zerspanenden Fertigung und der Highspeed-Leiterplattenproduktion zeigen, welche Aufgaben Greifer heute bereits übernehmen können. Hier ermöglichen intelligente, auf Kraft und Position regelbare Greifer vom Typ EGL autonome Handhabungsszenarien und gewährleisten eine vollautomatische Qualitätssicherung. Hierfür wurden die Greifer mit einem Kraftmesssystem sowie mit einer speziellen Elektronik ausgestattet, die die Daten verarbeitet. Nach der Verarbeitung können sowohl die ermittelten Informationen wie auch die Messdaten zur Prozessregelung an die Anlagensteuerung übertragen werden.

Qualität sicherstellen

Ohne Einsatz externer Sensoren erkennen die Greifer fehlerhafte Teile und entscheiden autonom, ob diese aus dem Prozess auszuschleusen ist. Wird ein Bauteil vor und nach einem Prozessschritt gegriffen, analysiert ein digitaler Dienst auf Basis des Wissens des Greifers im Falle einer Häufung von NIO-Teilen automatisch, ob der Fehler von vornherein vorlag oder ob beispielsweise Prozessveränderungen in der vorgelagerten Station zu einer Beschädigung des Bauteils geführt haben. Die ermittelten Informationen können kontinuierlich an die Anlagensteuerung, an übergeordnete interne und externe Systeme sowie an Cloudlösungen für statistische Prozessanalysen übertragen werden. Sämtliche Prozessschritte werden in Echtzeit überwacht und übergeordneten Ebenen, wie etwa einem ERP-System oder einer cloudbasierten Monitoring-Plattform zur Verfügung gestellt.

Darüber hinaus integriert Schunk systematisch vor- und nachgelagerte Prozesse. So sollen Konstrukteure und Anlagenplaner mithilfe des Mechatronics Concept Designer von Siemens PLM Software und der digitalen Zwillinge von Schunk schon bald in der Lage sein, komplette Handhabungssysteme im dreidimensionalen Raum zu simulieren und den gesamten Engineering-Prozess vom Konzept über Mechanik, Elektrik und Software bis hin zur Inbetriebnahme virtuell abzubilden.

Ergänzendes zum Thema
 
Weitere Beispiele aus dem Smart Production Programm

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