Roboter übernimmt komplexe Lötaufgaben

Der Lötautomat IW1 S151 RO kommt mit einer Stellfläche von 1,5 x 1,3 m aus. Die Maschine ist mit Flux-, Vorheizmodulen und Miniwellen ausgestattet. Der 6-Achsen-Roboter innerhalb der Maschine lässt sich auf dem Zellenboden oder an der Decke montieren. Eutect

Als Lösungsanbieter und Dienstleister erarbeitet das Dußlinger Unternehmen spezifische Konzepte zur Prozessoptimierung. Soll sich eine Anlage für unterschiedliche Produkte nutzen lassen, dürfen Kinematiken die Flexibilität der Roboter nicht einschränken. Bereits 2008 beschloss der heutige Geschäftsführer Matthias Fehrenbach, in einen gebrauchten sechsachsigen Industrieroboter von Mitsubishi zu investieren. Ziel war es, den Roboter kopfüber an die Decke einer kompakten Automatisierungszelle zu montieren und somit den darunterliegenden Raum für weitere Prozesse zu gewinnen. „Diesen Roboter haben wir mit weiteren Prozessmodulen und unseren intelligenten Greifer- und Magazinkonzepten kombiniert und konnten schließlich einen Prototypen auf einer Stellfläche von weniger als 2 m2 unterbringen“, so Matthias Fehrenbach.

Um maximale Produktionstechnik auf kleinstem Raum integrieren zu können, hat Eutect hochversteifte, in ihren Abmaßen skalierbare Produktionszellen entwickelt. Dort können sich auch kopfüber montierte Roboter definiert bewegen und hochdynamisch agieren. So bietet zum Beispiel der Sechs-Achsen-Knickarmroboter RV-4FLM mit einer Tragfähigkeit von bis zu 4 kg einen Reichweitenradius von bis zu 649 mm. Zudem kennzeichnet sich das System durch Prozesse mit einer hohen Wiederholgenauigkeit der Kinematik von +/-0,02 mm. Weil Kabel und Druckluftleitungen für elektrische und pneumatische Greiferbaugruppen im Innern des Roboterarms verlegt sind, schränken diese die Bewegungsfreiheit der Apparatur nicht ein. Ferner kann sich der Roboter flach zusammenfalten, um alle sechs Freiheitsgrade nutzen zu können.

Die so entwickelten Roboter werden in Produktionslinien integriert. Der hierfür erforderliche Konstruktions- und Integrationsaufwand ist vergleichsweise gering, da anstelle mehrerer einzelner Achsen nur ein einzelner Roboter zu verdrahten ist. Zudem lässt sich eine zentrale Steuerung effizienter ansprechen. Die Systeme sind mit Schnittstellen für Plattformen wie Industrie 4.0 und Internet der Dinge ausgestattet, was sie zu einer nachhaltigen und zukunftssicheren Investition machen. Überdies werden die Roboter der RV-F-Serie bei Bedarf in Reinraumausführungen angeboten. Ein Roboter der Schutzklasse IP67 ist indessen auch gegen Lotpartikel geschützt. Diese Partikel verteilen sich in der Raumluft, sobald flüssiges Lot in der Maschine Temperaturen bis zu 500 °C erreicht.

Darüber hinaus schützen individuell entwickelte Werkstückträger und Lotmasken die zu verarbeitende Baugruppe beim Transport innerhalb einer Anlage. Satellitenwerkstückträger erlauben den Robotern unterschiedlicher Produktionsmaschinen einen flexiblen Zugriff. Weil dazu lediglich die Maskierung und gegebenenfalls der Greifer zu wechseln sind, lässt sich eine Maschine, die größengleiche Produkte verarbeitet, mit reduziertem Aufwand nachhaltig nutzen.

Simulation ist Trumpf

Melfa Works, ein Plug-in für das 3D-CAD-Programm Solid Works, unterstützt das Roboterprogramm. Das System basiert auf einer umfangreichen Library mit Greifern, Sensoren und anderen Komponenten. Es kann Prozesse im Innern der Zelle abbilden und Kollisionskonturen analysieren. Dank der Simulationssoftware ist es möglich, auch alternative Roboterprogramme zu testen und bis zur maximalen Effizienz zu optimieren. „Ein Tag Simulations- und Modellierungsarbeit spart viele Tage Versuch und Irrtum an der realen Maschine“, sagt Matthias Fehrenbach. „Zudem können wir dem Kunden vorab zeigen, wie die Lötzelle einmal aussehen wird und Taktzeiten realistisch berechnen.“ Inzwischen sind laut Matthias Fehrenbach etwa 40 % der bei Eutect bestellten Maschinen mit einer Robotik für komplexe Elektroniklötaufgaben ausgestattet. „Auch für die Kleinserienfertigung sind Roboter eine wirtschaftlich interessante Option“, ist er überzeugt.

Bewährtes für die Zukunft

Getrieben von immer neuen Innovationen verkürzen sich die Produktlebenszyklen permanent. Die Lötspezialisten arbeiten deshalb an innovativen Produktionszellenkonzepten. Gemeinsam mit einem Partner wollen sie entsprechend dem Cradle to Cradle Prinzip mit bestehenden und künftigen Modulen neue Maschinen konzipieren. Ziel ist eine durchgängige und nachhaltige Kreislaufwirtschaft. Die Anlagen sollen anhand kleinerer Modifikationen in der Lage sein, vielfältige Produkte zu fertigen. „Lässt sich eine Maschine flexibel anpassen, liegt die Grundwertschöpfung bei 80 %“, betont Fehrenbach. Deshalb soll zukünftig das grundsätzliche Design einer von Eutect entwickelten Maschine die Möglichkeit bieten, eine maximale Anzahl an flexiblen Modulen zu integrieren. Die Spezialisten bringen außerdem auch überarbeitete und aufgerüstete Maschinen wieder auf den Markt, stellen sie als Leih- oder Leasinganlagen zur Verfügung oder setzen sie im hauseigenen Technikum ein.

(pg)