Robotstyret pakning giver korte gennemløbstider: Sådan pakker en UR5-cobot to millioner printplader pr. år

Vi lever i en forbundet verden, og efterspørgslen efter højtydende elektronik vokser konstant over hele kloden. En af de væsentligste drivkræfter i denne udvikling – især i tysktalende lande – er bilindustrien og trenden mod stadigt mere intelligente biler.

Så det kommer ikke som nogen overraskelse, at en virksomhed som Melecs oplever en sådan dynamisk vækst. Virksomheden leverer en del af de elektronikkomponenter, som finder vej ind i en lang række forskellige high-end tyske biler som VW, BMW og Mercedes. Faktisk opstod dette østrigske kraftcentrum for blot ti år siden ved et ledelsesopkøb fra Siemens AG og var dengang en komplet novice i bilbranchen. I mellemtiden er Elektronikwerk Siegendorf (Melecs EWS) blevet en del af Melecs-koncernen og rangerer ikke kun som Østrigs største serviceudbyder inden for elektronikproduktion, men er også en global spiller i bilindustrien og markedsførende inden for transmissionsstyring til firehjulstræk. Årsagerne kan hurtigt opregnes: innovative produkter, konkurrencedygtige priser, høje kvalitetsstandarder og leveringssikkerhed på 100 procent. Melecs er en af de største private arbejdsgivere i den østrigske delstat Burgenland, og udover elektronikfabrikken i Siegendorf driver koncernen også produktionsanlæg i Ungarn, Kina og Mexico, Medarbejderne på fabrikken i Siegendorf er særligt stolte af den pris, der er udstillet i bygningens forhal, hvor fabrikken udnævnes til “Årets fabrik 2018” i Østrig. 

Innovationsprojekt med strategisk betydning 

At fastholde og udbygge denne konkurrencedygtige position er en central opgave for Georg Loisel, vicedirektør for kvalitetsstyring og produktionssystem i Melecs-koncernen. Loisel er altid på udkig efter nye og interessante produktionsteknologier. “Vores sektor er meget omkostningsstyret”, bemærker han. “Automation er således en integreret del af vores daglige aktiviteter – men vi skal altid stille spørgsmålstegn ved “hvordan” for at kunne holde tempoet, både nu og i fremtiden. Ud over større omkostningseffektivitet giver automation os også en bedre kvalitetssikring – og derfor har vi meget fokus på automation, selv i lande med lave omkostninger som Ungarn eller Kina.” 

I 2018 startede Georg Loisel et innovationsprojekt for anlægget i Siegendorf, som havde fokus på anvendelsen af kollaborative robotter, såkaldte “cobots”, i Melecs' produktionsanlæg. Det var startsignalet til en global automationsstrategi: Loisel ønskede at undersøge, i hvor høj grad cobotter er egnet til at udvide anvendelsen af konventionelle industrielle robotter og systemer. “Cobotter kan støtte os på mange forskellige måder. En af de vigtigste fordele er det faktum, at de hjælper os med at automatisere mere omkostningseffektivt og hurtigere end med konventionelle løsninger. Det giver os momentum til at opnå hurtig vækst.”

Cobot-pilotapplikationen er resultatet af samarbejdet med Fraunhofer Austria Research GmbH. “Først udførte vi sammen nogle forberedende undersøgelser og analyserede de forskellige arbejdspladser i vores fabrikshal; hvor ville automation med cobotter give mest mening, og hvor kunne vi finde det største anvendelsespotentiale?” forklarer Loisel. “Vi vil gerne finde frem til en egnet proces, hvor cobotten vil kunne aflaste vores medarbejdere.”

Den ideelle anvendelse blev fundet ved pakningen af elektronikkomponenter til vandpumper til biler. Til dato er håndteringen af de små, runde printplader med en diameter på omkring 4 cm blevet udført manuelt i treholdsskift. Georg Loisel opridser detaljerne: “Som sådan er pakkeprocessen et lukket kredsløb, som er ensformigt og standardiseret. Dette var det afgørende kriterie for, at innovationsprojektet skulle rette sig præcis mod denne proces. Vi involverede også medarbejderne nøje i disse anliggender,” siger han i sin forklaring af, hvad robotten betyder for de ansatte. “Som et resultat heraf kan disse medlemmer af vores stab nu indsættes på andre arbejdspladser på mere målrettet vis. I kraft af vores vækst har vi brug for alle ledige hænder på produktionsområdet.”

Kollaborativ anvendelse med korte gennemløbstider

Melecs gav Titanilla Komenda opgaven med at implementere det første cobotsystem. Den unge kvinde fra Wien er robotingeniør i Fraunhofer Austria Research, hvor hun rådgiver og ledsager virksomheder som Melecs på deres vej mod samarbejde mellem menneske og robot. 

De krav, som Titanilla Komenda stod over for i automatisering af denne specifikke applikation var temmelig avancerede: “Den største udfordring var at realisere de meget korte gennemløbstider på fem til seks sekunders pakketid pr. komponent. For at implementere dette driftssikkert valgte vi sammen med Melecs UR5-modellen fra Universal Robots,” siger hun. “For det første fandt vi det bedste forhold mellem pris og ydelse hos Universal Robots. “For det andet har Universal Robots allerede bevist sit værd på markederne, og de er i stand til at servicere Melecs gennem en partner i nærområdet.”

For at kunne imødekomme de høje krav, der er til den samlede applikation, skal UR-cobotten udføre en hel del individuelle opgaver. I denne forbindelse blev cobotten udstyret med et særligt gribeinstrument, som kombinerer tre laserscannere, tre flowgribere og en vacuumgriber i en enkelt enhed.

Og sådan forløber processen: Efter adskillelsen af pladerne placerer medarbejderen tre printplader i cobottens arbejdsområde. Cobottens laserscannere registrerer indledningsvis tre printplader. Efterfølgende opsamler de tre flowgribere hver en printplade og placerer dernæst alle tre plader på en bakke. Bakken har plads til i alt 54 printplader. Så snart bakken er fuld, bruger cobotten sine vacuumgribere til at placere bakken i en æske – og når æsken er fuld af bakker, påsætter cobottens vacuumgriber et låg, hvorefter æskerne er klar til at blive fragtet ud til kunderne.

“UR-robotten pakker hvert år omkring to millioner komponenter,” fortæller Komenda stolt. “Efter min mening beviser dette projekt, at det helt sikkert er muligt at opnå virkelig korte gennemløbstider med cobotter.” Med hensyn til sikkerheden arbejder UR-cobotten uden beskyttelseskabinet og i umiddelbar nærhed af medarbejderne. “I det samarbejdende område – med andre ord der, hvor mennesker og robotter deler arbejdsrum – bevæger robotten sig med nedsat hastighed,” forklarer Komenda. “Personskade ved placering af printplader kan nu undgås, selv hvis der skulle ske et sammenstød med robotarmen. Herudover er griberen designet til at have en støddæmpende mekanisme, så den samlede applikation gøres sikker.”

Aflastning af medarbejdere 

Alt i alt har medarbejderne hos Melecs givet deres nye kollega en varm velkomst. “Robotten er så let at arbejde med, at vores produktionsfolk ikke har nogen som helst problemer i deres interaktioner med den,” siger vicedirektør hos Melecs, Georg Loisel. “De tænder og slukker for cobotten og er også i stand til selv at udbedre mindre fejl. Den direkte interaktion med robotten var ny for vores produktionsstab, men de klarer det fremragende og er rigtig godt tilfredse med den aflastning, applikationen giver.”

I lyset af ovenstående drager Georg Loisel en positiv konklusion på projektet: “Takket være Universal Robots kunne vi opnå en produktivitetsforøgelse på 25 procent på anvendelsesområdet. Robotten fungerer fuldstændig driftssikkert i treholdsskift, og lige nu antager vi, at investeringen vil have tjent sig selv hjem om halvandet år. UR-cobotterne er et fremragende supplement til vores automationsstrategi, og vi vil helt sikkert inkludere dem i fremtidige projekter.”