6 Roboter auf engstem Raum
Um die Produktionskosten zu senken und gleichzeitig ein hohes Qualitätsniveau zu erhalten hat sich Scheuten Solar in Gelsenkirchen dazu entschied mit Robotern zu automatisieren. Der niederländische Maschinenbauer Maschinenfabriek van de Weert wurde mit der Umsetzung der Produktionszelle beauftragt.
Die Notwendigkeit zur Automatisierung
Für die Einführung der Roboterzelle bei Scheuten Solar sprachen die hohen Arbeitskosten. Vier Mann löteten 24h am Tag die Verbindungen zwischen den Solarzellen. Diese in der Präzision anspruchsvolle und sich wiederholende Aufgabe eignete sich für eine Automatisierung. Der Einsatz einer Produktionszelle mit Robotern würde die Arbeitskosten reduzieren und gleichzeitig sicherstellen, dass die hohe Qualität erhalten und konstant bleibt.
Das Erstkonzept
Das erste Konzept der Maschinenfabriek van de Weert beinhaltete Servo getriebene Achsen. Dieser Ansatz wurde allerdings verworfen als klar wurde, dass die Solarzellen nicht immer in der nötigen Lage ankommen. Zudem war die Anforderung an die Lötzelle unterschiedliche Solarzellentypen handhaben zu können. Die Lösung bot eine Zelle mit Roboter, da diese die erforderliche Flexibilität problemlos erfüllen konnte.
Die Lötzelle...
Der endgültige Aufbau der Zelle besteht aus sechs Robotern, die auf einem Rahmen montiert sind. Fünf der Roboter werden hängend angebracht, einer stehend. Die Position der Solarzellen wird durch zwei Kameras bestimmt. Der erste Roboter ist mit einem Doppelgreifer ausgestattet, mit dem er den Verbinder aus dem Speicher aufnimmt und anschließend mit Hilfe des integrierten iRVision auf der Solarzelle positioniert. Mit der zweiten Greiferfunktion nimmt er eine vorher festgelegte Länge des Drahtes von der Drahtzufuhr. Dieser Draht wird vom zweiten Roboter gegriffen und auf die nötige Länge zugeschnitten. Folgend bringt dieser Roboter den Draht auf die korrekte Position, in der dieser vom dritten Roboter auf die Solarzelle gelötet wird. Die Roboter vier und fünf führen ähnliche Aufgaben auf der Unterseite der Solarzelle durch, wobei kein Verbinder benötigt wird. Der fünfte Roboter führt den Draht zusätzlich einem Drucker zu, um vor dem Löten eine Seriennummer aufzudrucken.
Die Zykluszeit der Lötzelle liegt bei 80 Sekunden. In einer acht Stunden Schicht können bis zu 360 Solarzellen hergestellt werden. Die Flexibilität der Zelle ermöglicht die Handhabung zwölf unterschiedlicher Solarzellentypen, wobei weitere Typen problemlos integriert werden können.
Vorteile für Scheuten Solar
Der größte Vorteil liegt in der Senkung der Arbeitskosten in dem Bereich der gelöteten Solarzellen. Zusätzliche Vorteile liegen in der Flexibilität und Kontinuität, die in Verbindung mit dem vollständig integrierten iRVision möglich werden. Die Einführung weiterer Solarzellengrößen, Änderungen in der Drahtlänge oder Drahtposition können einfach und problemlos in die Produktionszelle integriert werden.
Warum FANUC Robotics
Der Aufbau des Roboters musste sehr kompakt sein, da diese in einem begrenzten Arbeitsumfeld eingesetzt werden sollten. Zusätzlich war das Gewicht der Roboter wichtig, da fünf der sechs Roboter am gleichen Rahmen hingen. Auch die Traglast, der Preis und die Lieferzeit waren kritische Faktoren in diesem Projekt. „Ein zusätzlicher Vorteil“, erwähnt Maschinenfabriek van de Weert, „lag in dem in die Steuerung integrierten Bildverarbeitungssystem von FANUC Robotics. Sicherlich hätten wir auch Visionsysteme anderer Anbieter nutzen können, aber diese waren zu kompliziert.“