Viele deutsche Firmen haben in den vergangenen Jahren ihre Produktion ins Ausland ver­lagert: teilweise mit guten, häufig jedoch mit schmerzhaften Erfahrungen. Mittlerweile besinnen sich die Verantwortlichen zunehmend auf die Vorteile einer Produktion in Deutschland und machen ihre damalige Entscheidung wieder rückgängig.

Vieles wird einfacher, wenn man die lokalen Regeln, die Umgangsformen, die Mentalität und die Sprache kennt. Auch wird man zu Hause weniger von unbekannten Gesetzen und Vorgehensweisen überrascht. Besonders vorteilhaft sind bestehende Netzwerke, die Nähe zum Kunden, kurze Transportwege und die damit verbundene höhere Flexibilität sowie der hohe Ausbildungsstand der Mitarbeiter. Diese Faktoren helfen, die stetig wachsenden Ansprüche an eine moderne und wirtschaftliche Produktion zu erfüllen. Jedoch sind weitere Maßnahmen erforderlich, um im harten Wettbewerb erster Sieger zu bleiben bzw. zu werden. Hier sind flexible, vielseitig einsetzbare Lösungen, die ihrem Produktspektrum langfristig gerecht werden und maximale Zukunftssicherheit bieten, gefragt. Einen großen Anteil an diesen Lösungen hat der Einsatz von Bildverarbeitung in Verbindung mit Robotersystemen. Frank Götz, Geschäftsführer von rbc-robotics, hat dabei den Fokus auf flexible, bedienerfreundliche Lösungen gelegt. Dies sind Systemlösungen, die nicht an den aktuellen Stand des jeweiligen Produktes gebunden sind, Systeme, die mit geringem Anpassungsaufwand für andere Produkte eingesetzt werden können, sowie Lösungen, die durch Ausschalten von subjektiven Einflüssen gleichbleibend hohe Qualität bieten. Pfiffige Planung und Querdenken erschließen stille Reserven, die bei vielen Lösungen „gratis" zu bekommen sind. All dies trägt dazu bei, dem Kunden ein attraktives, konkurrenzfähiges Preis/Leistungsverhältnis bieten zu können und dabei die Wirtschaftlichkeit seiner Produktion zu unterstützen.

Produktivitätssteigerung durch schnelle Bauteilzuführung
Schüttgut-Teile, die in einer Kiste angeliefert werden, sollen automatisiert einem schnellen Prozess (z. B. 30 Teile pro Minute) zugeführt werden. Um die gewünschte Ausbringung zu erreichen, ist neben dem positionsgenauen Einlegen die permanente Verfügbarkeit der Rohteile besonders wichtig. Von besonderer Bedeutung ist auch die Tauglichkeit der Lösung für ein großes Teilespektrum.
Die Bauteile werden mit dem kompakten Zuführsystem Multiflex über einen Kipper und ein Umlaufsystem einlagig unter der Kamera bereitstellt. Als greifbar erkannte Teile werden verarbeitet - in die Presse eingelegt -, die anderen zurückgeführt. Die automatische Zuführung der Bauteile erfolgt in schnellen Zyklen. Im Zwei-Sekunden-Takt werden Entgratpressen bestückt, die nach der Umformung der Bauteile den Grat entfernen. Der einfache Aufbau des Systems resultiert in einer fehlertoleranten Lösung für eine Vielzahl von Teilegeometrien. Um die genaue Greifposition zu erkennen, verwendet das Bildverarbeitungssystem Merkmale, die unabhängig vom sichtbaren Grat sind. Die Wahl der Merkmale konnte so gestaltet werden, dass Mitarbeiter des Kunden selbst in der Lage sind neue Teile in weniger als 10 Minuten einzulernen, was bei der großen Teilevielfalt von über 100 Sorten sehr wichtig ist. Da sich Gussteile aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften nicht so einfach präzise greifen lassen, wurden Greifer-Lösungen für Produktfamilien geschaffen.
Die Kommunikation mit der Entgratpresse über eine standardisierte Schnittstelle sichert den reibungslosen Ablauf. Durch die automatische Bestückung wurde die Produktivität um ca. 30 % gesteigert.

Optimale Nutzung von Bearbeitungszentren
Produktionsleiter kennen die folgende Situation: Die Bearbeitungszeit eines Teiles beträgt z. B. drei Minuten. Der Be- und Entladevorgang beträgt ca. 10-20 Sekunden. Daraus ergibt sich für den Anlagenbediener eine Wartezeit von ca. zweieinhalb Minuten. Um diese Wartezeit zu nutzen, werden ihm häufig mehrere Bearbeitungszentren (BAZ) zugewiesen. Gut gemeint, führt dies aber aufgrund von räumlichen Gegebenheiten, Störungen usw. in vielen Fällen zu Stillstandszeiten einzelner BAZ, die auf ihre Be- oder Entladung warten. Ein Nutzungsgrad der BAZ in Größenordnung von nur 60 % ist häufig die Folge. Intelligente und flexible Lösungen zur Entkopplung der Mitarbeiter und Steigerung des Nutzungsgrades sind hier gefragt.
Kunden von rbc-robotics lösen dieses Problem mit dem Feedline-Konzept. Ein Mitarbeiter bestückt den Puffer mit Teilen in Greiflage. Nach kurzer Zeit ist der Mitarbeiter wieder für andere Aufgaben verfügbar, bedient andere Maschinen. Das BAZ arbeitet für längere Zeit autark. Eine Bildverarbeitung erkennt die Position und Orientierung der Teile. Sobald das Bearbeitungszentrum fertig ist, wird der Teilewechsel durchgeführt. Häufig übernimmt der Roboter während der Bearbeitungszeit des BAZ zusätzliche Aufgaben, wie z. B. Palettieren der bearbeiteten Teile, Reinigen durch Abblasen, Bürsten, Bereitstellung für weitere Arbeitsschritte. Abhängig von der Anordnung können auch zwei BAZ durch einen Roboter mit unterschiedlichen Teilen bestückt werden.
Die Einrichtung des Bildverarbeitungssystems in wenigen Schritten ist einfach und bedienerfreundlich: Referenzteil aufnehmen, Merkmale definieren, Greifposition festlegen, Kollisionsbereich definieren. Bei einer Dauer des gesamten Vorgangs von ca. 10 Minuten pro Teil ist es wirtschaftlich, auch Teile mit geringen Stückzahlen und kurzen Laufzeiten von ca. drei Stunden einzurichten und den Nutzungsgrad des BAZ auf Werte > 90 % zu steigern. Erfahrungsgemäß stehen mit dem Feedline Konzept ca. 75 % der Kapazität des zuständigen Werkers für andere Aufgaben zur Verfügung.
Auch empfindliche oder sich verhakende Teile können durch den Mitarbeiter auf dem Pufferband des Feedline Konzeptes abgelegt werden. Die Anforderungen an die Teilebereitstellung sind damit geringer, eine größere Teilevielfalt kann bearbeitet werden und die Effizienz der Mitarbeiter steigt durch die Entkoppelung.

Griff in die Kiste, aber lagenweise
Auch wenn viele vom „Griff in die Kiste" sprechen: Eine produktionstaugliche Lösung ist unserer Meinung nach noch im Experimentierstadium bzw. nur selten realisierbar.
Einschränkungen beim Finden und der Erreichbarkeit von Greifpositionen -insbesondere in Nähe der Kistenwand - sowie der eindeutigen Erkennung bei Überdeckung eines Großteils der Teile-Oberfläche durch andere Teile, sind häufig ein K.O.-Kriterium eines Systems. Ein großer Schwachpunkt ist auch die Ausbringung, die häufig bei bis zu 30 Sekunden pro Teil liegt. Dies reicht in vielen Fällen nicht aus. Die durch eine Automatisierung gewünschten Effekte werden nicht erreicht.
Real und machbar sind Lösungen, die lagenweise geschichtete Teile zuverlässig und produktionstauglich mit einer hohen Ausbringung von bis zu ca. 30 Zyklen pro Minute entnehmen können. Genau für diese Zwecke wird der PalletPicker von rbc-robotics eingesetzt. Über eine Bilderkennung werden verschobene Teile lokalisiert. Die Koordinaten werden mit Höheninformation an den Roboter übermittelt, der die Teile sicher aufnimmt. Auch die Entnahme von Zwischenlagen aus Pappe oder Kunststoff ist eine verbreitete Lösung. Während der Bearbeitungszeiten der Fertigungsmaschine kann der Roboter zusätzlich weitere Aufgaben wahrnehmen. Fertig bearbeitete Werkstücke werden oft nach der Bearbeitung wieder palettiert.
Die beschriebenen Lösungen stehen als Beispiel dafür, wie verfügbare Potentiale in der Produktion erschlossen und in Wettbewerbsvorteile gewandelt werden können. Gerade in der aktuell entspannten Produktionssituation bietet sich Raum, um die Optimierung von Produk­tionsprozessen zu planen. Wer diese Chance nutzt, wird mit der Produktion in Deutschland verstärkt vom nächsten Boom profitieren. Die Experten von rbc-robotics unterstützen ihre Kunden dabei, ihre Potentiale zu identifizieren und pragmatische Lösungen für ihre Herausforderungen zu finden.