Mit Robotik neue Wege erschließen
In seinerüber hundertjährigen Firmengeschichte hat sich die vom Multitalent Richard Steiff, dem Erfinder des beweglichen Teddybären gegründete Alligator Ventilfabrik, durch wegweisende Entwicklungen im Bereich der Ventiltechnik – wer kennt nicht das Blitzventil – einen Namen gemacht. Nach dem Verkauf der Marke Alligator und dem dazugehörigen Produktgeschäft entstand im Jahr 2020 aus dem verbliebenen Unternehmenspart das Start-up Aigo-Tec.
Das junge Unternehmen mit der langen Tradition verfügt natürlich nach wie vor über eine ausgewiesene Expertise im Bereich der Ventiltechnik. Darüber hinaus positionieren sich die Schwaben erfolgreich als Entwicklungs- und Produktionspartner für sicherheitsrelevante Bauteile aus Metall, Gummi und Kunststoff. Die Kunden kommen aus anspruchsvollen Branchen von Automotive über Elektronik bis hin zu Medizin und Pharma.
Roboterautomation ist angesagt
In seiner Fertigung setzt Aigo-Tec konsequent auf hochflexible Automation. Zum einen will man damit das altersbedingte Ausscheiden von Produktionsmitarbeitern kompensieren, zum anderen soll diese Strategie ein Höchstmaß an Qualität und Kosteneffizienz gewährleisten. Dazu Steffen Schiessle, Maschinenbautechniker und Produktionsleiter am Standort Giengen: „Wir favorisieren hier im Werk eine sehr hohe Fertigungstiefe und haben damit einhergehend noch eine Vielzahl von manuellen Tätigkeiten, die sich für eine Roboterautomation anbieten. Mit einer Reihe geplanter Automatisierungsmaßnahmen wollen wir die Mitarbeiter substituieren, die in nächster Zeit in Rente gehen und eine gewisse Unabhängigkeit vom Fachkräftemangel erreichen.“
Zudemübernimmt Aigo-Tec unterschiedliche Aufträge sowohl im Klein- als auch im Großserienbereich, bei denen die Flexibilität der Automation eine entscheidende Rolle spielt. Dabei sind natürlich Roboter ebenfalls erste Wahl. Wie solche Lösungen in der Praxis aussehen, zeigt sich an zweiRoboterzellen für die Vormontage von Restdruckhalteventilen, die in Luftfahrwerken von Premiumfahrzeugen zum Einsatz kommen. Aigo-Tec, der Erfinder dieser Ventiltechnik, hat eine neue Produktgeneration entwickelt, die durch kompaktere Ausmaße, geringere Restdruckstreuung, höheren Durchflussund niedrigeren Geräuschpegel überzeugt.
Effiziente Automation statt monotoner Handarbeit
Während der komplette Vormontageprozess in der Vergangenheit in Handarbeit erfolgte, übernehmen das heute zwei baugleiche Stäubli Sechsachsroboter in zwei Automatisierungszellen. An der ersten Zelle übernimmt ein kompakter Stäubli Sechsachsroboter vom Typ TX2-60L, die Version also mitgrößerer Reichweite von 920 Millimetern, die Vormontage des Kolbenkörpers. Die drei Komponenten Kolbenkörper, Kolbendichtung und O-Ring werden dem Roboter von drei Flexfeeder präsentiert. Über den Vibrationsförderern ist ein Cognex Visionsystem montiert, das dem Roboter die Positionsdaten für das Greifen der einzelnen Komponenten übermittelt.
Um die anspruchsvolle Montageaufgabe innerhalb der Taktzeitvorgabe ausführen zu können, ist der Stäubli Sechsachser mit einem Dreifachgreifer ausgestattet. Im ersten Schritt greift der Roboter mit dem Vakuumgreifer eine Kolbendichtung und legt sie auf der Montagevorrichtung ab. Danach holt er sich in einem Durchlauf einen Kolbenkörper und einen O-Ring und montiert nacheinander die beiden Komponenten mit höchster Präzision.
Dabei beeindruckt der geschmeidige Bewegungsablauf, mit dem der TX2-60L hier zu Werke geht ebenso wie die dazu erforderliche Programmierleistung. Zur Ablage der vormontierten Teile stehen drei KLT-Behälter mit einem Fassungsvermögen von jeweils 1.000 Teilen an drei unterschiedlichen Positionen zur Verfügung. Damit erreicht die Zelle eine hoheAutonomie.
Montage mit hohen Anforderungen an die Präzision
Die abschließenden Vormontageschritte finden an Roboterzelle Nummer zwei statt. Hier ist ebenfalls ein TX2-60L Herr der Montage und auch hier sorgen drei Flexfeeder für die Bereitstellung der Teile: In diesem Fall handelt es sich um den vormontierten Kolbenkörper, eine Feder und ein Gehäuse. Die Montage dieser drei Komponenten stellt ebenfalls hohe Ansprüche an die Präzision. Zunächst holt der Sechsachser mit seinem Dreifachgreifsystem, bestehend aus zwei mechanischen und einem Vakuumgreifer, alle drei Bauteile nacheinander von den Feedern ab.
Mit dem vollständig bestückten Greifer fährt der Roboter jetzt unter ein Kamerasystem. Hier erfolgt die Positionsbestimmung des Gehäuses im Greifer als Voraussetzung für ein lageorientiertes Ablegen des Gehäuses auf einer Nebenstation. Im nächsten Step setzt der Roboter Kolbenkörper und Feder in die eigentliche Montagestation ein, fährt zurück zur Nebenstation, nimmt ein ausgerichtetes Gehäuse auf, befettet dieses an einer speziellen Station und komplettiert das Gehäuse mit dem Kolbenkörper und der Feder. Nach einer abschließenden Funktionsprüfung legt der Roboter das vormontierte Bauteil wieder in KLT-Behältern ab. Damit ist die Vormontage abgeschlossen und die Teile werden noch manuell zur Endmontagelinie transportiert.
24/7 erfordert maximale Verfügbarkeit
Die beiden Stäubli Roboter erreichen einen Output von über 130 vormontierten Gehäusen für die Restdruckhalteventile in der Stunde und das im Dreischichtbetrieb an sieben Tagen in der Woche. „Ausfälle können wir uns hier nicht leisten. Deshalb setzen wir in beiden Zellen nur hochleistungsfähige Komponenten ein, im Falle der Roboter fiel unsere Wahl auf Stäubli. Neben der hohen Verfügbarkeit waren aber auch die Präzision, der geringe Wartungsaufwand und die langen Serviceintervalle weitere Gründe für diese Entscheidung“, betont Steffen Schiessle.
Durch den Einsatz der beiden Zellen mit den hochdynamischen Robotern konnte Aigo-Tec die Produktionskapazität der Restdruckhalteventile – die Vormontage fand in der Vergangenheit ausschließlich manuell statt – um rund 400.000 Stück im Jahr erhöhen. Dieses Ergebnis erfüllt nicht nur die hochgesteckten Ziele, es trägt auch entscheidend zu der kurzen Amortisationszeit der Investition bei. Weiterer Vorteil: Die Zellen sind modular ausgestattet und die beiden Roboter in puncto Traglast und Reichweite so gewählt, dass sich diese Automatisierungslösung jederzeit an neue Applikationen anpassen lässt.
„Das Gute daran ist, dass wir für etwaige Umstellungen oder Anpassungen nicht auf fremde Hilfe angewiesen sind. Wir haben sehr viel Know-how im eigenen Haus, was uns eine hohe Flexibilität sichert. Auch diese Automation mit den beiden Roboterzellen haben wir inhouse konstruiert und samt der kompletten Elektroinstallation, dem Schaltschrankbau bis hin zu Details wie einem 3D-gedruckten Greifer realisiert. Selbst die Programmierung und Wartung der Anlage übernehmen wir in Eigenregie. Und wenn wir doch einmal eine Frage haben, steht der Stäubli Support zuverlässig an unserer Seite“, so Steffen Schiessle abschließend.
Über den Stäubli Konzern
Stäubli ist ein weltweit agierender Anbieter von Mechatronik-Lösungen in vier Geschäftsbereichen: Electrical Connectors, Fluid Connectors, Robotics und Textile. Wir sind ein internationaler Konzern, der in 28 Ländern tätig und in 50 Ländern auf 4 Kontinenten vertreten ist. Unsere weltweite Belegschaft von über 6.000 Mitarbeitern setzt sich dafür ein, mit Kunden aus fast allen Industriesparten eine partnerschaftliche Beziehung zu pflegen, um Ihnen umfassende Lösungen und langjährigen Support bieten zu können. Ursprünglich 1892 als kleine Werkstatt in Horgen/Zürich, CH,gegründet, ist Stäubli heute ein internationaler Konzern mit Hauptsitz in Pfäffikon, Schweiz.
Über uns (staubli.com)
Über Stäubli Robotics
Das einzigartige Produktportfolio von Stäubli Robotics umfasst Vier- und Sechsachs Industrieroboter, kollaborative und mobile Roboter sowie Fahrerlose Transportsysteme. Die leistungsfähigen, hochpräzisen Lösungen von Stäubli ermöglichen es Kunden in vielen anspruchsvollen Branchen, die Herausforderungen von Industrie 4.0auch unter hochspezifischen Fertigungsbedingungen zu meistern.
Roboterautomation für industrielle Anwendungen | Stäubli (staubli.com)
https://www.linkedin.com/company/staubli-robotics/
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