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Stiftverbindungen einsetzen – wenn jeder Millimeter zählt

Das Einsetzen von Stiften, ein Standardvorgang der Präzisions- und Feinmontage, erfordert Feingefühl und Millimeterarbeit. So war dieser Prozess lange schwer zu automatisieren. Dank sechsachsiger Kraft-Momenten-Sensoren ändert sich dies nun.

 

Ein durchschnittliches Automobil besteht heute aus bis zu 10.000 Einzelteilen. Bevor sich diese riesige Zahl einzelner Komponenten zu einem vollständigen und funktionstüchtigen Fahrzeug vereinigt hat, ist eine beinahe ebenso riesige Anzahl an Montagevorgängen notwendig. Hier ist absolute Präzision Grundvoraussetzung: Sitzt nur ein einzelnes Teil nicht genau da wo es hingehört oder verkantet sich bei der Montage, gefährdet dies nicht nur die Wirtschaftlichkeit der Fertigung beim Hersteller, sondern im schlimmsten Fall auch die Sicherheit des Endkunden.

 

Dies gilt selbstverständlich nicht nur für die Autoindustrie, sondern für die meisten unserer heute so selbstverständlichen, hochindividualisierten und aus einer Unmenge an Kleinteilen bestehenden High-Tech-Produkte.

 

Eine effiziente Fein- oder Präzisionsmontage ist somit ein zentraler Faktor bei deren Herstellung.

 

Unregelmäßigkeiten erfordern Anpassungsfähigkeit

Ein gutes Beispiel ist das Einsetzen von Stiften in eng abgepasste Öffnungen – in der fertigenden Industrie ein wichtiger Standardvorgang. Gleichzeitig sind die Toleranzen hier aber oft verhältnismäßig hoch: Weiche Materialien, Verformung durch Temperaturschwankungen oder bereits minimal unregelmäßige Werkstücke erfordern eine hohe Anpassungsfähigkeit beim Stifteinsatz.

 

Möchte man den Prozess automatisieren, stellt die geringe Standardisierbarkeit also eine Herausforderung für Industrieroboter dar, die zwar eine hohe Wiederholgenauigkeit aufweisen, aber nicht unbedingt die nötige Anpassungsfähigkeit und Intelligenz.

 

Beim Einsetzen von Stiften ist also feinfühlige Millimeterarbeit gefragt. Eine menschliche Hand kann durch einfaches Ausprobieren schnell den richtigen Ansatzpunkt finden. Ein herkömmlicher Roboterarm, der auf fixe, exakt positionierte Wegpunkte festgelegt ist, kann das nicht.

Dies zu ändern, hat sich OptoForce zum Ziel gesetzt. Das ungarische Unternehmen stellt haptische Kraft-Momenten-Sensoren für Industrieroboter her. Die Roboter von Universal Robots, KUKA und ABB werden durch die hochpräzisen Sensoren HEX-E und HEX-H um einen feinen Tastsinn erweitert. Dieser erlaubt ihnen, auf ihre Umgebung zu reagieren: Sie nehmen kleinste Widerstände war und können daraufhin entsprechende Kurskorrekturen in Echtzeit vornehmen.

Für die Präzisions- und Feinmontage ist das Gold wert. Die Fähigkeit des Tastsinns erweitert die Möglichkeiten der Automatisierung und erlaubt Unternehmen, mehr monotone und repetitive Aufgaben, für die es ohnehin schwer ist Arbeitskräfte zu finden, zu automatisieren.

Die verbesserte Produktivität und Produktqualität bei gleichzeitig geringeren Kosten bedeutet für Unternehmen einen Mehrwert von jährlich bis zu 100.000 EUR pro implementiertem Robotersystem.

Der Aufwand dafür bleibt erstaunlich gering. Denn als Ergänzung zu den Sensoren als leistungsfähiger Hardware kommen die Sensoren mit einem umfangreichen Softwarepaket an industriellen Standard-Applikationen. Mit der „Pin Insertion“-Applikation lässt sich das Einsetzen von Stiften in Öffnungen mit nur wenigen Schritten automatisieren.