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f+h fördern und heben 10/2019

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f+h fördern und heben 10/2019

FORSCHUNG UND

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 02 I Automatisierungsstufen bei der Einführung mobiler Roboter in der Werkzeuglogistik Teilautomatisierung II III Arbeitskraft Vollautomatisierung finanzielle Rahmenbedingungen zu entsprechen. Grundsätzlich ist es für Unternehmen jeder Größenklasse möglich, auf einer der drei Automatisierungsstufen zu verbleiben. Unter einer Teilautomatisierung (Automatisierungsstufe I) werden im Rahmen des Projekts die unterstützende Versorgung von identischen Werkzeugmaschinen und -lagern (jeweils Farbe Blau) mithilfe eines mobilen Roboters verstanden. Durch die Homo genität der Werkzeugaufnahmen sowie die beschränkte Anzahl physischer Schnittstellen ist die Komplexität der Handhabungs- und Transportprozesse vergleichsweise gering. Direkte Maschinenentnahme- und -bestückungsvorgänge werden im Rahmen einer Teilautomatisierung weiterhin von Arbeitskräften durchgeführt. In Automatisierungsgradstufe I laufen die Montage, Demontage, Einstellung und Instandhaltung der Werkzeuge ebenfalls manuell ab. Zwischen einer Teil- und einer Vollautomatisierung ist Automatisierungsstufe II angesiedelt, die eine Erweiterung der vorherigen Stufe ist. Dabei wird die Versorgung von mehreren und unterschiedlichen Werkzeugmaschinen und -lager (Farben Blau und Grau) mithilfe einer mobilen Roboterflotte (Roboteranzahl > 1; identische Roboterart) realisiert. Die Handhabung ungleichartiger Werkzeugaufnahmen und eine steigende Anzahl verschiedener physischer Schnittstellen führen zu erhöhten Anforderungen an den mobilen Roboter und das Leitsystem. Durch die Bereitstellung von unterschiedlichen Greifern lässt sich der Roboter dazu befähigen, in Abhängigkeit auszuführender Aufgaben seinen Endeffektor auszutauschen bzw. anzupassen. Hierbei ist der Einsatz eines händischen oder automatisierten Greiferwechselsystems notwendig. Der synchrone und konsistente Informations- und Datenaustausch zwischen einer Vielzahl an Teilnehmern und Systemen sind besondere Herausforderungen für das Leitsystem. Anhand geeigneter Algorithmen und auf Basis erfasster Werkzeugbedarfs- und Lokalisationsdaten muss das Leitsystem dynamisch und prädiktiv möglichst effiziente Routen zur Versorgung der Werkzeugmaschinen bzw. -lager ermitteln. Die zweite Ausbaustufe schließt zudem die Ausführung einfacher Montage- und Demontagetätigkeiten von Werkzeugen durch den Roboter ein. Komplexe Tätigkeiten, z. B. die Fixierung von Werkzeugen in Maschinenmagazinen, werden weiterhin von einer Arbeitskraft übernommen. Eine Entlastung der Arbeitskräfte ist in dieser Automatisierungsstufe deutlich spürbar. Eine Vollautomatisierung der Werkzeuglogistik (Ausbaustufe III) wird durch die ganzheitliche Übernahme aller Transport-, Bestückungs- und Entnahmevorgänge sowie Montagetätigkeiten durch mobile Roboter ohne Unterstützung von Arbeitskräften erreicht. Hierbei kann für spezifische Tätigkeiten, z. B. dem Einbau von Wendeschneidplatten oder dem Einstellen von Werkzeugen, eine autonome Zusammenarbeit der Roboter in einem Verbund als zusätzliche Erweiterung gegenüber Automatisierungsstufe II notwendig sein. Eine Implementierung mobiler Roboter in der Werkzeuglogistik könnte für KMU schrittweise, beginnend mit Automatisierungsstufe I, stattfinden. Dadurch lassen sich u. a. wertvolle Erfahrungen für potenzielle Ausbauten sammeln, eine Überforderung der Arbeitskräfte vermeiden und die Akzeptanz gegenüber unterstützender Roboterlösungen sukzessive steigern. Die Einführung der dritten Automatisierungsstufe führt zur verhältnismäßig stärks- ten Produktivitätssteigerung, indem die eingesparte Zeit der Arbeitskräfte in andere wertschöpfende Tätigkeiten eingebracht und unproduktive Nebenzeiten reduziert werden. Unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten ruft eine Vollautomatisierung zunächst die vergleichsweise höchsten Investitions- sowie Installations- und Inbetriebnahmekosten hervor. Eine Kosteneinsparung bzw. -amortisation wird u. a. durch die Umwandlung von variablen Kosten, wie Personalkosten abhängig vom Beschäftigungsgrad und Lohnart in fixe Kosten, d. h. Investitionskosten realisiert. Außerdem spielt die Auslastung der mobilen Roboter eine entscheidende Rolle, denn aufgrund regelmäßiger Betriebsunterbrechungen (z. B. Ruhepausen) kann der Roboter pro Schicht mehr Einsatzzeit gegenüber Arbeitskräften erreichen. Vor allem KMU sind aufgrund steigenden Fachkräftemangels zunehmend von Produktionsunterbrechungen durch Wegfall von Personalkapazität betroffen. Infolge der Reduzierung der Nebenzeiten kann z. B. eine Mehrmaschinenbedienung oder die Einführung einer weiteren Schicht stattfinden, um produktive Maschinenstunden (Hauptzeiten) zu erhöhen. FÖRDERHINWEIS Projektlaufzeit: 1. September 2018 – 31. August 2020 AIF-Forschungsprojekt 20266 N Das IGF-Vorhaben 20266 N der Forschungsvereinigung Bundesvereinigung Logistik (BVL) e. V. wird über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundes tages gefördert. Das Forschungsprojekt wird in enger Zusammenarbeit von der Fraunhofer-Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV und dem Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik (fml) der Technischen Universität München (TUM) durchgeführt. Autoren: Christian Härdtlein, M.Eng., ist wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Abteilung Anlagenund Steuerungstechnik, Gruppe: Kooperierende Robotik der Fraunhofer Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, Augsburg. Julia Berg, M.Sc., leitet die Abteilung Anlagen- und Steuerungstechnik der Fraunhofer Einrichtung für Gießerei-, Composite- und Verarbeitungstechnik IGCV, Augsburg Foto/Grafiken: Fraunhofer IGCV www.igcv.fraunhofer.de 54 f+h 2019/10 www.foerdern-und-heben.de

MARKTPLATZ NEUE SHUTTLE-GENERATION MIT OPTIMIERTER SICHERHEIT Das 5-strahlige Sensormodul der neuen „Shuttle MSH5“-Generation des Unternehmens Montratec überwacht selbstständig Kurvenfahrten und Rückwärtsfahrten der Shuttles. Aufgrund des optimierten Sensormoduls wird nun eine breitere Detektionsfläche gesehen und die Überwachung auch breiterer Werkstückträger sichergestellt. Zudem wird die Sicherheit der Mitarbeiter verbessert, da die Sensorik sich nähernde Personen oder Gegenstände erkennt und das Shuttle automatisch stoppt. www.montratec.com ERPROBTE SYSTEME IN EINER ENERGIEKETTE VEREINT Zu den Merkmalen der neuen MP-420-Evochain-Energiekettenserie des Unternehmens Murrplastik Systemtechnik gehören die Montagefreundlichkeit und Geräuschdämpfung. Die Voraussetzungen für diese Eigenschaften basieren auf der Verwendung des zeitsparenden Rahmensteg-Verriegelungssystems vom Typ Evolock sowie dem Dämpfungsschuh bzw. Außendämpfer vom Typ Evo-Shox. Darüber hinaus kommt das Evolock-System zum Einsatz, ein Gleitschuh mit Verschleißkontrollsystem. www.murrplastik.de KONSTRUKTIVER FREIRAUM ZU BEIDEN SEITEN Das aktuelle Industriebremsen-Sortiment des Unternehmens Ringspann bietet u. a. eine große Auswahl elektrohydraulischer Trommel- und Scheibenbremsen, die sich anwenderspezifisch konfigurieren lassen. Neu mit aufgenommen in sein Portfolio hat der Hersteller nun eine weitere Trommelbremsen- Baureihe für maximale Bremsmomente von 4 500 Nm. Im Design fallen die Bremszangen der neuen Baureihe DT…FEA…H-ST schlanker als konventionelle Industrie-Trommelbremsen aus. Das komplette elektrohydraulische Lüftsystem inklusive integriertem Drosselventil und optionaler Hebelmechanik zur manuellen Bedienung wurde kurzerhand um 90° gedreht und eine Etage nach oben verlegt. Damit hat der Kranbauer eine kompakte Bremsenalternative für alle Anwendungen, bei denen es rechts und links der Bremse an Einbauraum fehlt. www.ringspann.de Immer dann, wenn es es präzise zu niedrig sein muss. wird. Extrem heiß, extrem eisig. Extrem nass, extrem salzig. Extrem staubig, extrem eng. Zu niedrig? Wenn es knifflig wird und die Anforderungen außergewöhnlich erscheinen, entwickeln die Ingenieure und Techniker von STAHL CraneSystems die passende Lösung für extreme Herausforderungen. Die Grundlage dafür sind langjährige Erfahrung, Know-how, hohe Fertigungstiefe und lückenloses Qualitätsmanagement.