Leistungssteigerung eines automatisierten Prüfautomaten

Ausgangslage

Als frischer Leiter der Lohnsortierungs-Abteilung (Lohnsortierung: prüfen und sortieren von Kundenteilen im Auftrag mit unseren Prüfautomaten im Werk) per März 2024 war es für mich naheliegend, eine Problemstellung aus meinem neuen Aufgabengebiet zu wählen. Im Maschinenpark bildete jeweils der flexible Prüfautomat SONFLEX den Flaschenhals, da die Maschine ohne Unterbruch am Laufen war und immer innert möglichst kurzer Zeit nach Auftragsabschluss für andere Teiletypen umgebaut werden musste.

Bei der Betrachtung der Bewegungsabläufe der Prüfanlage fällt schnell auf, dass der Roboter jedes einzelne Prüfteil mehrmals greifen muss und während dem Prüfvorgang still steht. Dies weil der Roboter die Teile nach dem Prüfen erneut greift und über einem Gut- respektive Schlechtteilkanal fallen lässt, um sie aus der Anlage raus zu führen, anstatt nur die Prüfstation zu bestücken.

Erklärung der Prüfanlage

Die Prüfteile werden als Schüttgut in einen Bandbunker ausserhalb der Prüfzelle geleert und so in die Zelle geführt. Die Teile gelangen anschliessend auf eine von unten beleuchtete transluzente Vereinzelungsplatte, auf welcher die Position der Teile mittels Kamerasystem von oben erfasst wird. Die Teile werden durch den Scara-Roboter geholt und auf eine Drehstation platziert, wo das Prüfteil anschliessend vermessen wird. Während des Prüfvorgangs kann die Station präzise rotiert werden. Dies ermöglicht es, die Aussengeometrie von verschiedenen Ansichten oder aber die Mantelfläche des Prüfteils mit mehreren schmalen Bildstreifen um 360° zu fotografieren und anschliessend zu einem Bild mit dem kompletten Umfang zusammenzusetzen so dass das Prüfteil schlussendlich per Messprogramm ausgewertet werden kann. Die Teile werden nach der Messung aktuell wieder durch den Roboter gegriffen und mittels einem Gut- respektive Schlechtteilkanal seperiert aus der Zelle geführt. Dies wird im Rahmen der Diplomarbeit optimiert.

Impressionen

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Ziel

Die Prüfstation soll so ausgestattet werden, dass das Teil automatisiert von der Prüfstation aussortiert werden kann und der Roboter nur für die Kernaufgabe, das Bestücken der Prüfstation verwendet wird. So kann die Taktleistung der Maschine und somit die Wirtschaftlichkeit erheblich gesteigert werden.

Wichtig ist hierbei ebenfalls die Modularität, dass die Mechanik und Zentrierung der Prüfteile auf verschiedenste Prüfteile umgerüstet werden kann, so dass die Maschine mit wenig Aufwand für alle Kundenteile eingerichtet werden kann. 100% der Teile können nicht abgedeckt werden, weil es auch wenige Teile gibt, welche auf einer zweiten Prüfstation neben der optimierten Station noch von oben vertikal im Durchlicht geprüft werden, welches aufgrund der Mechanik unterhalb des Drehdorns nicht möglich ist, da so keine Beleuchtung unterhalb des Prüfteils realisiert werden kann.

Kernprobleme

• Wartezeiten des Bestückungsroboters während dem Prüfvorgang
• Viele Schritte mit Roboter nötig, um Prüfteile auszusortieren
• Modularität oder einfache Anpassbarkeit für verschiedenste Prüfteile muss gegeben sein
• Es muss sichergestellt werden, dass die Teile zu 100% richtig aussortiert werden

Lösung

Die Lösung umfasst die Anpassung am Drehantrieb auf eine Hohlwelle, so dass losgelöst von der Drehbewegung das Prüfteil mittels eines Ausstosszapfens von unten angehoben werden kann. Danach wird das Prüfteil mit der jeweiligen Luftdüse als Gut- respektive Schlecht weg geblasen. Für die Abführung der Teile hat es zwei trichterförmige Rohrbögen welche auf die bestehenden Auswurfrohre montiert werden, um die Teile aus der Zelle zu führen. Die Trichter werden ausserdem jeweils mit Lichtschranken ausgestattet um festzustellen, wenn ein falsches Teil in den Kanal gelangt, so dass die Anlage eine Störungsmeldung herausgeben kann.