Passgenaue innovaties voor veeleisende montageopdrachten

De IPA-software »pitasc« maakt fijne, geautomatiseerde montageprocessen mogelijk voor robots van alle fabrikanten. (Bron: Fraunhofer IPA, Foto: Rainer Bez)

Met »drag&bot« kunnen robotprogramma's op een eenvoudige en intuïtieve manier worden gemaakt. (Bron: ARENA2036, Foto: Rainer Bez)

De intelligente werkstukdrager »IPA.smartWT« verzamelt kwaliteitsrelevante logistieke en procesgegevens en verzendt ze draadloos naar buiten. (Bron: Fraunhofer IPA)

Intelligente gereedschappen kunnen de vakman actief ondersteunen bij de montage van kleine en zeer kleine onderdelen. (Bron: Fraunhofer IPA)

Of volledig automatisch met intelligent geprogrammeerde robots en tools, coöperatief met mens en robot in een team of uitsluitend handmatig bij montageopdrachten met hoge precisie en kleine series: Het Fraunhofer IPA toont op de internationale vakbeurs voor productie- en montageautomatisering Motek van 10 tot 13 oktober in Stuttgart technologieën waarmee bedrijven hun montageopdrachten optimaal kunnen uitvoeren. De experts presenteren hun innovaties op de hoofdstand van het IPA en op andere beursstanden.

Zowel bij de geautomatiseerde als bij de handmatige uitvoering van montageopdrachten moeten veel eisen worden overwogen, want de lasprocessen zelf en de werkstukken zijn veelzijdig. Daarom zijn oplossingen op taak- en productniveau vereist. Het Fraunhofer IPA toont op de Motek innovatieve technologieën en toepassingen die bedrijven ook bij deze hoge eisen een kwalitatieve en economische meerwaarde bieden voor hun montageopdracht – ongeacht welk automatiseringsniveau zinvol kan worden gerealiseerd of of een werknemer de taak handmatig uitvoert en daarbij actief en ergonomisch wordt ondersteund.

Intelligente robotoplossingen

Een van de oplossingen voor een volledig geautomatiseerde montage is de nieuwe software »pitasc«. Hiermee is het voor het eerst mogelijk om krachtgeregelde, voorheen handmatig uitgevoerde processen economisch zinvol te automatiseren. Voorbeeldtoepassingen zijn het monteren van schakelkasten, het gevoelige inbrengen van autodeuren of schroefprocessen. De software is innovatief omdat de eenmaal gemodelleerde taak kan worden overgedragen op nieuwe werkstukvarianten, andere robottypen en op robots van andere fabrikanten. Bovendien is ze vergelijkbaar met een bouwdoossysteem: ze bevat een groot aantal kant-en-klare en herbruikbare programmablokken die systeemintegratoren bij het inrichten van een robotsysteem afhankelijk van de taak individueel kunnen samenstellen en direct kunnen inzetten. Zo krijgen bedrijven een flexibele, efficiënte en rendabele automatiseringsoplossing.

Bovendien tonen de experts op de Motek hoe robotprogramma's met de software »drag&bot« op een nieuwe manier snel en intuïtief kunnen worden gemaakt met een grafische bedieningsinterface. Het doel van deze efficiënte aanpak is om programmeerwerk aanzienlijk te vereenvoudigen en robottoepassingen vooral voor bedrijven met kleine en middelgrote productieomgevingen interessant te maken. Deze bedrijven moeten zeer flexibel kunnen handelen en programma's vaak aanpassen, wat tot nu toe erg arbeidsintensief was. Dit verbetert met de nieuwe IPA-software: hiermee wordt de programmastroom gedefinieerd door het selecteren en samenstellen van afzonderlijke, al bestaande programmablokken. Het voordeel: deze blokken kunnen onafhankelijk van de robotfabrikant worden gebruikt, hergebruikt en verbergen de complexiteit van het robotprogramma voor de gebruiker. Bedienings- en invoerhulpjes ondersteunen de gebruiker bij het invoeren van taakgerichte parameters.

Procesvereisten monitoren en naleven

Voor veel montageopdrachten is het belangrijk dat bepaalde procesparameters nauwkeurig worden nageleefd. Zo kan bijvoorbeeld bij het lassen de temperatuur van een werkstuk bepalend zijn, omdat een te hoge temperatuur kan leiden tot een te groot werkstuk dat niet gemonteerd kan worden. De »IPA.smartWT«, de intelligente werkstukdrager met geïntegreerde sensoren, maakt continue bewaking van de werkstukstatus mogelijk: met een ingebouwde miniaturiseerde signaalverwerkingseenheid met draadloze communicatie-interface kan hij kwaliteitsrelevante logistieke en procesgegevens centraal leveren of, in Industrie 4.0-scenario's, ook naar de cloud sturen. De gebruiker heeft altijd de actuele gegevens paraat en kan indien nodig ingrijpen. Zo kunnen de kwaliteit en de doorvoer van de productie worden verhoogd.

Ook de netheid is een criterium voor nauwkeurige montageprocessen. Deze wordt steeds belangrijker vanwege de toenemende miniaturisering van producten en de gelijktijdige stijging van de kwaliteitsvereisten, zodat de productieomgeving aan bepaalde reinheidsnormen moet voldoen. Het Fraunhofer IPA informeert geïnteresseerde bedrijven op de Motek daarom over haar diensten, die ze al vele jaren succesvol aanbiedt op dit gebied. De experts adviseren bij alle vragen over reinheid, certificeren installaties, apparaten en verbruiksartikelen in de schoonste cleanroom ter wereld, identificeren verbeterpunten, documenteren de resultaten in testrapporten en verstrekken het certificaat »Tested Device®«.

Actieve ondersteuning voor werknemers in de micro-montage

Ondanks de hoge eisen in de montage kunnen veel processen ten minste gedeeltelijk worden geautomatiseerd. Toch zijn er vooral in de micro-montage taken die vanwege de typisch geringe aantallen of de kleine afmetingen van de werkstukken niet machinaal kunnen worden opgelost. Daaronder valt bijvoorbeeld de montage van tandwielen bij de horlogeproductie. Voor deze taken presenteert het Fraunhofer IPA op de Motek de »IPA.PreciTool«, gereedschappen die de werkzaamheden van de werknemer actief ondersteunen en zo fysiek ontlasten. Bovendien verbeteren ze de productkwaliteit en precisie en is er minder afval. De ontlasting begint met de actieve voorbereiding van onderdelen: zo hoeft de werknemer de werkstukken niet meer uit een ongesorteerde massa kleine onderdelen te zoeken, maar kan hij ze uit een ondersteunende werkstukdrager of magazijn afzonderlijk halen. Voor het monteren zelf is er de actieve montagesupport. Dit is een gepersonaliseerd hulpmiddel dat de hand van de werknemer stabiliseert en hem helpt bij het uiterst precieze positioneren en leiden van het gereedschap. Deze handeling kan ook worden ondersteund door een positioneerunit die in de werktafel is geïntegreerd, waarmee het werkstuk tijdens het bewerkingsproces relatief ten opzichte van het gereedschap wordt bewogen. Dit stelt de werknemer in staat het gereedschap stil te houden en nog nauwkeuriger te werken dan wanneer hij het gereedschap zelf naar het werkstuk zou moeten leiden. Bedrijven kunnen zich informeren over micro-montage en alle andere onderwerpen, ontwikkelingswerk en diensten van het Fraunhofer IPA op de beursstand.