In den Montagelinien für Kraftstrom-Steckverbinder setzt ein österreichischer Hersteller auf die konsequente Erhöhung des Automatisierungsgrades per Integration von Industrierobotern. Da sich die hohen Erwartungen in punkto Kapazitäts- und Qualitätssteigerung erfüllt haben, folgen sukzessive weitere Voll- und Teilautomatisierungen mit Scara- und Knickarmrobotern von Stäubli Robotics.

Durch den Einsatz des Stäubli-Scaras mit einem Mehrfachgreifer von Schunk wurde die Flexibilität der Linie hinsichtlich der montierten Variantenvielfalt deutlich erhöht.

Durch den Einsatz des Stäubli-Scaras mit einem Mehrfachgreifer von Schunk wurde...

Steckvorrichtungen für Kraftstrom werden weltweit und in allen industriellen Branchen benötigt. So geht einer der führenden Anbieter von CEE-Steckvorrichtungen weitgehend unbeirrt seinen Weg durch konjunkturell schwierige Zeiten. Vielmehr nutzt das Unternehmen die Chance, seine Position durch Investitionen in innovative Produktentwicklung und Automatisierung der Fertigungsanlagen weiter auszubauen. Die PCE Gruppe mit Hauptsitz in St. Martin im Innkreis (OÖ), produziert Schutzkontaktsteckvorrichtungen, Schalter und Verteiler aller Couleur und weltweit gängiger Normen.

Das Sortiment von derzeit rund 14.000 Artikeln umfasst eine bunte Typenvielfalt mit vielen kunden- und länderspezifischen Varianten. Alle nötigen Kompetenzen, einschließlich dem Kunststoff-Spritz- und Druckguss, hält PCE in sechs weltweiten Unternehmen im Haus. Deren Fäden laufen am österreichischen Hauptsitz St. Martin mit 200 Mitarbeitern zusammen. An diesem Standort wird mit EUR 35 Mio. ein Großteil des Jahresumsatzes von EUR 65 Mio. der gesamten PCE Gruppe erwirtschaftet. Die Exportquote beträgt 80 Prozent.

Zum Erfolgsrezept des österreichischen Unternehmens gehören stetige Investitionen in Entwicklung und die Optimierung der Fertigungskonzepte. „Die PCE-Gruppe ist durch und durch gesund – auch in dieser wirtschaftlichen Krise. Zu unseren Erfolgsfaktoren zählen die ständige Innovationsbereitschaft, Flexibilität für kundenspezifische Konfigurationen und hohes Qualitätsniveau“, erklärt Betriebsleiter Heinz Noindl. Ein standortübergreifendes Qualitätssicherungsnetz und rationelle Fertigungsanlagen gehören

Die teilautomatisierte Montagelinie für CEE-Steckverbinder mit einem Vierachser Stäubli RS 40B arbeitet mit einer minimalen Taktzeit von 2,5 Sekunden.

Die teilautomatisierte Montagelinie für CEE-Steckverbinder mit einem Vierachser...

zum Konzept. Ganz im Gegensatz etwa zum PCE-Werk Sri Lanka erfolgt die Montage der elektrischen CEE-Steckvorrichtungen mit schraub- und schraublosen Steckverbindungen im 'Hochlohnland Österreich' längst auf automatisierten und teilautomatisierten Linien im Zwei- bis Drei-Schichtbetrieb.

Qualitätssteigerung durch Automation

Doch es geht noch besser. Den Bedarf für Kapazitätserhöhungen in diesem Kernproduktsegment erfüllten die hauseigenen Anlagenbauer im Frühjahr 2009 erstmalig durch die Integration eines Scara-Roboters. Der Stäubli RS 40B erhöhte den Automatisierungsgrad einer Linie, in der 3- und 5-polige CEE-Steckverbinder in 36 Varianten bis zum fertigen Produkt montiert werden. „Mit dieser Anlage haben wir gleich zwei entscheidende Vorteile erschlossen – die Null-Fehler-Produktion und eine Kapazitätserhöhung. Dies und die hohe Verfügbarkeit der Anlage, die deutlich über der 95-Prozent-Marke liegt, veranlassen uns, sukzessive weitere Anlagen mit Industrierobotern auszustatten“, äußert sich Noindl erfreut.

In der Montage der 3-poligen Verbinder arbeitet die Anlage mit einer Taktzeit von 2,5 Sekunden, bei der Montage der 5-poligen wird in 3,5 Sekunden getaktet. Ein einziger Handarbeitsplatz kombiniert die Zuführung der Spritzguss-Gehäuse-Grundkörper und einem manuell gesteckten Kontakt mit der Überwachung der Linie. Das diffizile Greifen weiterer Kontakte aus der Zuführung des Vereinzelers und ihr positionsgenaues Stecken im Kunststoffgehäuse übernimmt der Stäubli-Scara schnell und zuverlässig. Dabei erhöht ein pneumatischer Mehrfachgreifer von Schunk die Flexibilität

Von einem Cognex Bildverarbeitungssystem erhält der hängend angeordnete Stäubli TX 60 die Daten zur Lageorientierung der zugeführten Kunststoffteile, sodass sein 'Griff in die Kiste' sicher sitzt.

Von einem Cognex Bildverarbeitungssystem erhält der hängend angeordnete Stäubli...

der Anlage zur Montage einer großen Variantenvielfalt. Diese fordert das sichere Pick & Place von schraub- und schraublosen Polen in variierender Anzahl sowie in unterschiedlicher Position des Kunststoffträgers. An weiteren Stationen der Anlage werden die Kontakte verpresst und der CEE-Stecker/-Verbinder mit seiner zweiten Gehäusehälfte komplettiert. Dabei wird jeder einzelne Arbeitsschritt sensorisch überwacht.

Eine übergeordnete SPS verknüpft alle Anlagenteile einschließlich der Robotersteuerung einer Stäubli-CS 8C sowie die produktspezifischen Parameter aller Produkttypen und Varianten. Resultate daraus sind die hundertprozentige Qualitätssicherung und die hohe Verfügbarkeit. Auch die BedienerInnen sehen ihre neue Kollegin positiv – die 'Scara-Dame' heißt jetzt Evelyn und es wurden ihr just ein paar hübsche Augen aufgeklebt.

Schlanker Sechsachser auf engem Raum

Fast zeitgleich mit 'Evelyn' nahm ein schlanker Sechsachs-Roboter des Typs Stäubli TX 60 seine Arbeit im PCE-Werk St. Martin auf. Diese Roboterzelle für die Montage 3-,4- und 5-poliger Kontaktträger in 63- und 125-Ampere-Ausführungen arbeitet seitdem komplett mannlos in drei Schichten.

Ein Bildverarbeitungssystem von Cognex übermittelt dem hängend angeordneten Knickarmroboter die jeweilige Position der nicht positionsgenau bereitgestellten Kunststoffteile. So beherrscht der TX 60 „den Griff in die Kiste“ perfekt. Sollte sich tatsächlich einmal ein Falschteil einschleichen, erkennt der Roboter dieses sofort und

Einmal gegriffen, werden die Kunststoff-Trägerteile vom Sechsachser zur Bestückung mit bis zu fünf elektrischen Steckkontakten in landesspezifisch variierenden Positionen punktgenau an verschiedene Stationen geführt.

Einmal gegriffen, werden die Kunststoff-Trägerteile vom Sechsachser zur Bestückung...

schleust es aus. Zur Montage der elektrischen Kontakte und anschließender Qualitätsprüfung verfährt der schnelle Sechsachser den Kunststoffträger an mehrere Stationen bis zur Ablage der bestückten Baugruppen im Werkstückträger. Dabei verrichtet der TX 60 seine Arbeit rund um die Uhr zuverlässig und präzise. Ein weiterer Vorteil der Stäubli-Maschine sind die langen Wartungsintervalle, die sich gerade im Drei-Schicht-Betrieb positiv bemerkbar machen. Servicearbeiten fallen auch im Dauereinsatz nur alle paar Jahre einmal an.

„Auch diese Roboterzelle erfüllt unsere hoch gesteckten Erwartungen in Sachen Verfügbarkeit und Null-Fehler-Ergebnis. Sie wurde komplett bei einem Systemhaus in Auftrag gegeben, allerdings mit der Vorgabe, ausschließlich Stäubli-Roboter einzusetzen“, erklärt Betriebsleiter Noindl. „Die Entscheidung für Stäubli trafen wir nach sorgfältiger Abwägung. Nun wollen wir konsequent auf dieser Schiene bleiben. Wir haben uns aufgrund guter Empfehlungen, der kompakten Bauweise der Roboter, ihrer sprichwörtlichen Zuverlässigkeit und der Nähe der Ansprechpartner bewusst für Stäubli entschieden. Bis jetzt haben wir nur gute Erfahrungen gemacht.“

Momentan warten bereits die nächsten Stäubli-Scaras im PCE-Anlagenbau darauf, in zwei weiteren Montagelinien für schraub- und schraublose CEE-Steckverbinder ihren Job zu tun. „Nur soll ihr Aufgabenspektrum noch einen Tick komplexer werden, so dass ein vollautomatischer Greiferwechsel vorgesehen ist“, verrät PCE-Anlagenbauer und Programmierer Gerhard Resch. „Wir haben gesehen, wie problemlos die Integration der Roboter zu realisieren ist. Dessen ungeachtet können wir jederzeit auf schnelle Unterstützung von Stäubli Robotics in Linz oder Bayreuth zählen. Deshalb gehen wir die nächsten Schritte zum Ausbau unserer Robotik ohne Risiko.“

Durch den Einsatz des Stäubli-Scaras mit einem Mehrfachgreifer von Schunk wurde die Flexibilität der Linie hinsichtlich der montierten Variantenvielfalt deutlich erhöht.

Die teilautomatisierte Montagelinie für CEE-Steckverbinder mit einem Vierachser Stäubli RS 40B arbeitet mit einer minimalen Taktzeit von 2,5 Sekunden.

Von einem Cognex Bildverarbeitungssystem erhält der hängend angeordnete Stäubli TX 60 die Daten zur Lageorientierung der zugeführten Kunststoffteile, sodass sein 'Griff in die Kiste' sicher sitzt.

Einmal gegriffen, werden die Kunststoff-Trägerteile vom Sechsachser zur Bestückung mit bis zu fünf elektrischen Steckkontakten in landesspezifisch variierenden Positionen punktgenau an verschiedene Stationen geführt.