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SMM InnovationsForum 2017

Industry 4.0 – Schunk goes digital

| Redakteur: Silvano Böni

Die Produktionsautomatisierung im Sinne der Industrie 4.0 erfordert ein Umdenken. Moderne Applikationen müssen eine Flexibilisierung der Prozesskette ermöglichen und das Gesamtsystem mit detaillierten Prozessdaten versorgen. Intelligente Feldkomponenten sind daher Pflicht.

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Der smarte Schunk-EGL ist für flexible und effiziente Handhabungsprozesse konzipiert. Er lässt sich auch zur intelligenten Prozessüberwachung einsetzen.
Der smarte Schunk-EGL ist für flexible und effiziente Handhabungsprozesse konzipiert. Er lässt sich auch zur intelligenten Prozessüberwachung einsetzen.
(Bild: Schunk)

Drei Aspekte kennzeichnen den Weg zur Industrie 4.0: Erstens, eine umfassende Kommunikation aller beteiligten Komponenten. Zweitens, eine hohe Transparenz auf Anlagen-, Komponenten-, Leittechnik- und Unternehmensebene. Drittens, eine flexible Reaktion auf externe und interne Ereignisse. Vor allem die Sensorik wird in Handhabung und Montage weiter an Bedeutung gewinnen. Schon heute liefern Schunk-Greifer mithilfe von Einpunkt-Magnetschaltern Informationen darüber, ob ein Teil gegriffen ist oder nicht. Die Tiefe dieser Informationen wird künftig rasant wachsen, denn letztlich ist der Greifer das Modul, das closest-to-the-part als erstes nach der Bearbeitung mit dem Werkstück Kontakt hat. Er wird in Zukunft die erforderliche Intelligenz besitzen, um zu erkennen, ob Vorgaben wie Toleranz, Gewicht oder Dimensionen eingehalten werden.

Schon heute lässt sich mit dem analogen Schunk-Positionssensor MMS-A der gesamte Hubbereich eines Greifers erfassen, so dass unterschiedlich grosse Teile präzise detektiert werden können. Noch weiter gehen hochauflösende, analoge Sensoren wie der Schunk APS-M1, der während des Handlings prozessintegriert eine Teilevermessung mit einer Präzision von bis zu 0,03 mm ermöglicht und beliebig viele Toleranzbereiche unterscheiden kann. Auf Kraft und Position regelbare Mechatronikgreifer, wie der Schunk EGL, ermöglichen eine dezentrale Steuerung auf Komponentenebene und ein präzises Condition Monitoring. Sie eignen sich zur Überwachung der Prozess­parameter, zum Beispiel der Grösse des gegriffenen Bauteils, zur dezentralen Qualitätssicherung und zur Dokumentation von Qualitätskriterien. Hierzu werden die einzelnen Komponenten via Feldbus oder Ethernet miteinander sowie mit der übergeordneten Anlagensteuerung zu einem cyber-physikalischen System verbunden. Sämtliche Prozessschritte können in Echtzeit überwacht und sowohl der SPS als auch übergeordneten Ebenen, wie etwa einem ERP-System oder Data Analytics Tool, zur Verfügung gestellt werden.

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Unmittelbares Miteinander von Mensch und Roboter

Rücken die Arbeitsräume von Mensch und Roboter zusammen, indem Bediener die Anlage betreten, um Fehlteile zu entnehmen, Teilespeicher zu bestücken oder Störungen zu beheben, ermöglichen die Schunk-Safety-Greifsysteme EGN und EZN in Kombination mit dem Schunk-Regler ECM und dem Schunk-Safety-Modul ECS die Funktionalitäten SLS (sicher begrenzte Geschwindigkeit), SOS (sicherer Betriebshalt) und STO (sicherer Stopp). Im Zusammenspiel mit Trittmatten, Türschaltern, Lichtvorhängen oder 3D-Kameras zur Raumüberwachung können abgestufte Schutzzonen definiert werden, ohne dass der Produktionsprozess bei zu engem Mensch-Maschinen-Kontakt durch Notabschaltungen komplett unterbrochen wird. Sobald die Schutzzone wieder freigegeben ist, schalten die Greifer verzögerungsfrei in den regulären Betriebsmodus zurück, ohne dass die Anlage neu angefahren werden muss.

Grosses Potenzial sieht Schunk auch für MRK-Lösungen. Diese können die Produktivität bei bisher vollständig manuellen Arbeitsplätze steigern. Sie ermöglichen eine hohe Flexibilität und entlasten die Mitarbeiter von bislang nicht automatisierbaren oder ergonomisch ungünstigen manuellen Arbeitsschritten. Zudem senken sie die Gefahr von Verletzungen und sichern bei reproduzierbaren Prozessen eine konstante Qualität. Angelehnt an die DIN EN ISO 10218 und DIN EN ISO 20218 ermöglichen MRK-Greifer der Schunk-Co-act-Reihe eine unmittelbare Kollaboration mit dem Werker. Dabei kommen unterschiedliche Technologien und Komponenten zum Einsatz: In der Basisversion verfügen Schunk-Co-act-Greifer über eine Greifkraftbegrenzung, die in einer Gefahrensituation aktiviert wird und die Greifkraft auf 140 N limitiert. Zusätzlich minimiert ein MRK-gerechtes Design mit abgerundeten Ecken und Kanten das Verletzungsrisiko.

Darüber hinaus sind – abgestimmt auf die konkrete Anwendung – zusätzliche Features möglich. So kann der Schunk-Co-act-Greifer JL1 mittels einer komplexen Sensorik und einer vollständig integrierten, künstlichen Intelligenz permanent Informationen über das gegriffene Bauteil sowie über das Umfeld erfassen, verarbeiten und situationsabhängig adäquate Reaktionen ausführen. Eine innovative Kinematik ermöglicht sowohl einen Parallel- als auch einen Winkelgriff, so dass flexibel unterschiedliche Teilevarianten im Wechsel gehandhabt werden können. Dabei überwachen taktile Sensoren in den Fingern den zuverlässigen Griff und adaptieren die Greifparameter autonom.

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Dieser Beitrag ist auf unserem Partnerportal Schweizer MaschinenMarkt erschienen.

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