Geautomatiseerde draagrailmontage met robots

Intelligent geprogrammeerde robots in plaats van een prijzige installatie voor de geautomatiseerde montage van draagrails: de software "pitasc" van Fraunhofer IPA maakt dit mogelijk. Dankzij deze software kunnen robots met behulp van afzonderlijke programmamodules krachtgeregeld worden geprogrammeerd. Hoe een toepassing voor de montage van draagrails er in de praktijk uit kan zien, laat een gemeenschappelijk onderzoeksproject van Fraunhofer IPA en WAGO zien.

Een lichtgewicht robot pikt een kunststof onderdeel met de tweevingergrijper op, transporteert het onderdeel naar de component waarop het onderdeel geplaatst moet worden en laat het met behulp van een krachtgestuurde kantelbeweging vastklikken. Als de montagetoepassing opnieuw gepositioneerd dient te worden, hoeven de bewegingen niet opnieuw geprogrammeerd te worden. De programmering vindt werkstukgerelateerd plaats en de krachtregeling kan toleranties met betrekking tot onderdeel en positie geschikt compenseren. De beschreven toepassing hebben onderzoekers aan het Fraunhofer-instituut voor productietechniek en automatisering (afgekort IPA) gerealiseerd. Het instituut werkt al vele jaren aan oplossingen voor een volledig of gedeeltelijk geautomatiseerde montage. Deze stap in de productie is immers de stap die grotendeels handmatig wordt uitgevoerd: in 2020 werd slechts iedere tiende robot van alle wereldwijd verkochte robots in de montage gebruikt. Uitdagingen zoals kleine batchgrootten, een hoge diversiteit aan varianten en een groot aantal individuele processen vormen vaak een belemmering voor een rendabele automatisering van de montage.

Uw voordelen:

Innovatief: geautomatiseerde draagrailmontage met robots in de praktijk
Uniek: TOPJOB^® S-rijgklemmen bij de geautomatiseerde uitrusting van schakelkasten
Eenvoudig: handmatige stappen komen te vervallen en betekenen een tijdbesparing
Veelzijdig: door diverse varianten bij de rijgklemmen kan de montage met een robot gestructureerd uitgevoerd worden

Volledige automatisering als oplossing?

Tal van schakelkastbouwers worden met vergelijkbare uitdagingen geconfronteerd. Als solution partner op het gebied van de schakelkastbouw kennen de experts van WAGO deze problemen uit tal van gesprekken met klanten. Een illustratief voorbeeld is de uitrusting van schakelkasten met rails, componenten en kabels. Een proces dat wordt gekenmerkt door een groot aantal handmatig uit te voeren stappen. Processen zijn vaak tijdsintensief, duur én gevoelig voor storingen. Een doorsnee schakelkast beschikt alleen al over 500 verbindingen voor de besturingstechniek, met verschillende kleuren, doorsneden en uitvoeringen.

Om bestaande processen te optimaliseren, is de volledige automatisering niet altijd de beste oplossing voor iedere taak. Hierbij moet rekening worden gehouden met verschillende aspecten.
Hoewel de automatisering voor duidelijke processen en een reductie van de werkbelasting van de vakkrachten zorgt, gaat de automatisering altijd ook gepaard met hogere kosten en loont zodoende pas bij grote hoeveelheden. Bovendien sluiten gespecialiseerde systemen niet altijd aan bij individuele eisen. WAGO weet uit ervaring dat het vaak al voldoende is om processen te vereenvoudigen of te digitaliseren om de vakkrachten te ontlasten.

Als automatiseren noodzakelijk is, kan het gebruik van gangbare robotarmen een oplossing zijn. Standaard robotarmen zijn relatief voordelig en kunnen flexibel toegepast en uitgebreid worden. Een vraag die hierbij beantwoord moet worden: kunnen standaard robots draagrails uitrusten? "Mijn antwoord op deze vraag: ja, dat kunnen robots, zelfs bij klemmen met ingewikkelde bouwvormen", aldus Michael Dörbaum, Head of Product Management Switchgear Cabinet Components bij WAGO.

In het kader van een gezamenlijk project hebben WAGO en Fraunhofer IPA een testscenario voor de uitrusting van draagrails opgezet, om na te gaan in hoeverre een dergelijk geautomatiseerde uitrusting van draagrails met rijgklemmen gerealiseerd kan worden met standaard hardware en geavanceerde software: een robot diende verschillende TOPJOB^® S-rijgklemmen van WAGO op draagrails vast te klikken. Hierbij werden TOPJOB^® S-rijgklemmen met uiteenlopende doorsneden (nominaal doorsnedebereik 1 mm² tot 16 mm²) en gedeeltelijk complexe bouwvormen zoals meeretageklemmen of gebouwinstallatieklemmen gebruikt. Bovendien werden klemmen met een geleidend contact met de draagrail getest die door de PE-voet iets moeilijker vast te klikken zijn. Een ander criterium bij het onderzoek was de pakkingsdichtheid van de gemonteerde klemmen, aangezien deze voor de markering achteraf - bijvoorbeeld met de eindeloze markeringsstroken van WAGO - net zo dicht moeten zijn als bij de handmatige montage.