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Cobots in der Elektronikproduktion

01 PT JVC Electronics Indonesia setzt in seiner Fertigung Cobots von Universal Robots ein. Dank der 15 konfigurierbaren Sicherheitsfunktionen des UR3 ist die direkte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine (nach Risikobeurteilung) bedenkenfrei möglich

01 PT JVC Electronics Indonesia setzt in seiner Fertigung Cobots von Universal Robots ein. Dank der 15 konfigurierbaren Sicherheitsfunktionen des UR3 ist die direkte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine (nach Risikobeurteilung) bedenkenfrei möglich

02 Der UR3 von Universal Robots übernimmt bei Jein repetitive Aufgaben wie das Löten einer Leiterplatte

02 Der UR3 von Universal Robots übernimmt bei Jein repetitive Aufgaben wie das Löten einer Leiterplatte

03 Die Programmierung der Roboter bei Jein gestaltete sich unkompliziert: Nach vier Tagen Training waren die Mitarbeiter im Umgang mit den Cobots vertraut

03 Die Programmierung der Roboter bei Jein gestaltete sich unkompliziert: Nach vier Tagen Training waren die Mitarbeiter im Umgang mit den Cobots vertraut

Immer mehr kollaborierende Roboter (Cobots) halten Einzug in die Fertigungshallen. Dort entlasten sie auf der einen Seite Mitarbeiter von schweren oder ermüdenden Tätigkeiten und steigern auf der anderen Seite die Wettbewerbsfähigkeit des Unternehmens. So setzt beispielsweise PT JVC Electronics Indonesia bei der Herstellung von Navigationsgeräten und Car Entertainment sieben UR3-Roboter für repetitive Aufgaben ein. Seit dem ist die Produktivität bei gleichbleibender Qualität gestiegen und die jährlichen Betriebskosten sind um 80 000 US-$ gesunken.
PT JVC Electronics Indonesia (Jein) ist Teil der JVC-Kenwood-Gruppe und für die Herstellung von Navigationsgeräten und Car Entertainment verantwortlich. In Java, dem wirtschaftlichen Zentrum Indonesiens, produziert das Unternehmen mehr als 400 000 Produkte pro Monat. Bei einem Durchschnitt von 20 Arbeitstagen bedeutet das, dass tagtäglich rund 20 000 Geräte vom Band laufen. Die Zahlen machen deutlich, dass die Modernisierung einer an sich funktionierenden Produktion wohl überlegt sein will. Produktionsausfälle sind inakzeptabel, die einfache Integration der Automatisierungslösung in bestehende Prozesse ist dagegen ein Muss.
Ziele definieren – richtige Automatisierungslösung finden
Angesichts eines zunehmenden Wettbewerbsdrucks sowie steigender Betriebskosten in Indonesien traf Jein die Entscheidung, die Produktivität des Unternehmens zu steigern und dabei eine gleich bleibende Qualität sicherzustellen. Um diese Ziele zu erreichen, sollten Prozesse automatisiert werden. Bedenken kamen vom Engineering-Team, da die Entscheidung für eine Automatisierungslösung die Veränderung der seit mehr als 20 Jahren bestehenden manuellen Prozesse bedeutete. Voraussetzung für den Erfolg war daher der Entwurf eines automatisierten Prozesses, der in die bestehende Anlage und Infrastruktur integrierbar ist – und diese ergänzt, ohne gravierende Einschnitte im Produktionsalltag zu verursachen.
Flexibel repetitive Aufgaben übernehmen
Nach einem Vergleich von mehreren Anbietern fiel die Entscheidung auf die kollaborierenden Leichtbauroboter von Universal Robots. Die sogenannten Cobots sind leicht, kompakt, sicher und flexibel im Einsatz. Sie garantieren dem Bediener eine einfache Handhabung und sind ideal, um repetitive Aufgaben zu übernehmen. So auch in der Jein-Produktion.
„Wir haben uns auch für die UR-Roboter entschieden, weil der technische Support und das Servicezentrum in Indonesien schnell verfügbar sind. Überzeugt hat uns außerdem der Preis, die einfache Bedienung und die Tatsache, dass im täglichen Betrieb nur wenig Wartung erforderlich ist“, nennt Agustinus P. Simanullang, General Manager der Engineering Division bei Jein, die Gründe für die Wahl.
Universal Robots bietet die drei Leichtbauroboter UR3, UR5 und UR10 an – alle nach ihrer Traglast von 3 kg, 5 kg, bzw. 10 kg benannt. Jein entschied sich für den Kleinsten und konnte die Implementierung ohne drastische Veränderung des Produktionslayouts realisieren. Das ist dem Engineering-Team unter der Leitung von A. P. Simanullang innerhalb weniger Monate gelungen. Keiner von den Mitarbeitern hatte zuvor Berührungspunkte mit dem Thema Robotik.
Da der UR3 besonders kompakt und leicht ist, eignet er sich für räumlich begrenzte Produktionsstätten wie jener von Jein. Die insgesamt sieben UR3-Roboter sind so programmiert worden, dass sie drei verschiedene Aufgaben in der Anlage übernehmen – alle repetitiv und auf Dauer für den Mitarbeiter belastend (Bild 2).
Die Einführung der UR3-Roboter sorgte für eine deutliche Entlastung der Belegschaft bei der Durchführung von einfachen und sich wiederholenden Aufgaben, wie beispielsweise das Trennen von geschnittenen Teilen einer Leiterplatte (PCB) und das Anbringen eines Glasdisplays an ein Autoradio. Außerdem stabilisierten die Roboter die Taktzeit und reduzierten die Verarbeitungszeit pro Aufgabe um die Hälfte.
Schrauben, Löten und Bestücken
Damit das Produktionsziel von 400 000 Geräten pro Monat konsequent erreicht wird, muss der Durchlauf zügig und bestenfalls frei von Fehlern erfolgen. Die Roboter unterstützen dabei, sowohl die Produktionseffizienz zu verbessern als auch die Ausgabequalität stabil hochzuhalten.
In der ersten Fertigungslinie schraubt und lötet ein Cobot die Leiterplatte eines Autoradios. Anschließend befestigt er die Frontplatte des Radios und nimmt sie auf, um sie an das Glasdisplay zu montieren, bevor er sie an den Bediener weitergibt. Schließlich hebt der Roboter die Leiterplatte auf eine Schneidemaschine und trennt die verschiedenen Teile, bevor sie in den nächsten Prozess übergehen. Der UR3 macht das Schrauben durch eine endlose Rotation direkt an der Werkzeugschnittstelle möglich.
Problemlose Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter
Auch die Sicherheit war ein wichtiger Faktor für das Team. Die mit einem patentierten Sicherheitssystem ausgestatteten UR-Roboter ermöglichen es den Mitarbeitern, ohne Schutzumhausung (vorbehaltlich einer Risikobeurteilung) mit den Cobots zusammenzuarbeiten (Bild 1). Darüber hinaus entlasten die Roboter die Arbeiter von risikoreichen Aufgaben wie dem Löten und Trennen der geschnittenen Leiterplattenteile, bei denen gefährliche Dämpfe und Staubpartikel entstehen können.
„Unsere Mitarbeiter sind in der Lage, in unmittelbarer Nähe zu den Robotern zu arbeiten“, so Sukijan, Betriebsleiter bei Jein. Der UR3 hat 15 konfigurierbare Sicherheitsfunktionen. Eine davon ist die Kraft- und Leistungsbegrenzung, die es dem UR3 ermöglicht, die Kräfte bei einer unerwarteten Kollision mit dem Menschen zu begrenzen. Der Roboter hat eine Standard-Kraftregelung von 150 N, kann aber so programmiert werden, dass er bereits bei nur 50 N automatisch stoppt.
„Ich arbeite sehr gerne mit den Robotern, da sie einfach zu programmieren und sicher in der Anwendung sind. Das Training mit den Cobots dauerte nur vier Tage (Bild 3). Innerhalb eines Monats waren wir mit der Bedienung auch ohne vorherige Robotikerfahrung vertraut“, sagt Sabar, Plant Technician bei Jein.
Erwartungen übertroffen
„Die Cobots haben die Automatisierung, die wir einst für unmöglich hielten, Realität werden lassen,“ sagt Sukijan. Sein Kollege A. P. Simanullang ergänzt: „Die UR3-Roboter haben sich bei PT JVC Electronics Indonesia definitiv bewährt. Sie haben unsere Produktivität erhöht und zu einer stabileren Ausgabequalität beigetragen. Außerdem freuen wir uns über erhebliche Kosteneinsparungen.“ Seit dem Einsatz der Cobots sind die Betriebskosten bei Jein um mehr als 80 000 US-$ im Jahr gesunken.
Der erfolgreiche Einsatz der Cobots von Universal Robots bei Jein hat das Unternehmen und die Konzernleitung von der Möglichkeit einer einfachen Automatisierung überzeugt. Die JVC-Kenwood-Gruppe möchte daher auch einen zielgerichteten Einsatz von UR-Robotern an den weiteren Standorten in Japan, China, Malaysia und Thailand realisieren. (ih)

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe & Geschäftsführer der Universal Robots (Germany) GmbH in München. ur.we@universal-robots.com

Helmut Schmid ist General Manager Western Europe & Geschäftsführer der Universal Robots (Germany) GmbH in München. ur.we@universal-robots.com