Kostengünstig und flexibel mit dem igus robolink automatisiert für die End-of-Line-Prüfung von Ladegeräten

Flexibel in jeder Hinsicht: Ob Erdungstest, Erfassen der Abmessungen und der Oberflächenqualität oder Prüfung der Funktionen und Bedienelemente – für die anspruchsvollen Prüfaufgaben setzt Benning auf den vielseitigen robolink Low Cost-Roboter von igus.

Eine 100 Prozent-Prüfung der Traktionslader ist für Benning selbstverständlich. Das Unternehmen gehört zu den Weltmarktführern bei Ladegeräten für Elektrofahrzeuge wie zum Beispiel Gabelstapler und ist für hohen Qualitätsanspruch bekannt. Die neueste Generation Traktionslader der Reihe Belatron erfüllt auch höchste Anforderungen an die Flexibilität. Produktmanager Frank Lancelle erklärt: „Der Hocheffizienz-Ladevorgang wird elektronisch überwacht und wir können die Geräte und insbesondere die Ladezyklen individuell konfigurieren, wenn der Kunde es wünscht.“

Die robolink Low Cost-Roboter sind zuverlässig in jeder Hinsicht.

Infos zum Anwender

Nach der Gründung des Unternehmens im Jahre 1938 war neben einem Fachbetrieb für elektrische Anlagen der Aufbau einer Reparaturwerkstatt für elektrische Maschinen Aufgabe des jungen Unternehmens. Aus der Reparaturwerkstatt entstand das heutige Werk für Elektromaschinenservice mit einem ständig wachsenden, über die deutschen Grenzen hinausgehenden Kundenkreis.

Flexibles Prüfsystem

Die Belatron-Traktionslader sind für Spannungen von 24 bis 120 Volt verfügbar, auf Wunsch auch im OEM-Design und mit diversen Optionen. Umfassende Konnektivität ermöglicht unter anderem die Integration in Energiemanagementsysteme. Ebenso flexibel wie die Ladegeräte selbst ist auch das Prüfsystem am Ende der Produktionslinie, das mit „Bordmitteln“ konstruiert und realisiert wurde. Bernd Warmers, bei Benning verantwortlich für die Entwicklung von Testsystemen, erklärt: „Unser Ziel war es, dass der Bediener nur das Ladegerät anschließt und alle weiteren Prozesse automatisiert ablaufen.“

Die Entscheidung für den igus robolink RL-DP-5 hat gute Gründe. Dieser Robotertyp erfüllt exakt alle Anforderungen des Unternehmens.

Ein Roboter für viele Prüfaufgaben

Dieses Ziel wurde erreicht und ein an der Decke der Prüfzelle montierter Low Cost-Roboter von igus übernimmt dabei eine zentrale Aufgabe – besser gesagt: viele Aufgaben. Entsprechend vielseitig ist das Werkzeug am robolink Roboterarm. Neben einer Kamera zur Bilderkennung und einem Laserabstandsensor zur Vermessung des Geräts ist auch eine elektrisch leitende Prüfnadel für die Gehäusekontaktierung und zum Betätigen der Bedienelemente integriert.

Im ersten Schritt identifiziert der Roboter das individuelle Ladegerät, indem er mit der Kamera den Barcode erfasst. Damit „kennt“ er das Prüfprogramm. Anschließend vermisst er das Gerät mit dem Lasersensor und bewertet mithilfe der Kamera Gerätefarbe und -beschriftung. Dann folgt, so Bernd Warmers, ein aus Sicherheitsgründen wichtiger und vorgeschriebener Schritt: „Die Prüfnadel kontaktiert das Gehäuse, um den GND-Sicherheitstest durchzuführen. Je nach Gehäusegröße fährt sie dabei eine andere Prüfposition an.“ Im Anschluss betätigt der Roboterarm mit der Prüfnadel jeden einzelnen Taster der Folientastatur. So kann das Prüfsystem die einwandfreie Funktion der Bedienelemente sicherstellen.

Bei der Planung und Inbetriebnahme der Prüfzelle beschritten auch die beteiligten Ingenieure Neuland. Umso beachtlicher ist die tiefe Integration der Komponenten.

Der Roboter wird gesteuert

Der igus Low Cost-Roboter ist nicht nur räumlich und im Hinblick auf die Werkzeuge flexibel, sondern auch, was die Anpassung an veränderte Bedingungen angeht. „Der Roboter wird vom Prüfsystem gesteuert. Wenn es neue Gerätebauformen oder Prüfkriterien geben sollte, lässt sich das ganz einfach umsetzen“, so Bernd Warmers. Die Prüfung kann auch ohne Roboter erfolgen, in diesem Fall übernimmt ein Mitarbeiter die Tätigkeiten, die sonst der Roboter ausführt. Parallel zu den robotergestützten Prüfungen finden die unterschiedlichen elektrischen Prüfungen sowie das Aufspielen der Software statt.

Am robolink-Roboterarm ist eine elektrisch leitende Prüfnadel für die Gehäusekontaktierung und zum Betätigen der Bedienelemente integriert, um den GND-Sicherheitstest durchzuführen. Je nach Gehäusegröße fährt sie dabei eine andere Prüfposition an.

Schneller Return on Invest

Bei der Recherche nach dem passenden Roboter für die Prüfzelle konnten die Konstrukteure von Benning vorhandenes Know-how nutzen: In der Fertigung kommen bereits kollaborative Roboter zum Einsatz. Dass die Wahl auf einen 5-Achs-Gelenkarmroboter vom Typ igus robolink RL-DP-5 fiel, hat gute Gründe. Bernd Warmers führt aus: „Dieser Robotertyp erfüllt exakt unsere Anforderungen – und das nicht nur im Hinblick auf Traglast, Reichweite und Taktzeit. Er lässt sich auch sehr einfach programmieren und ist wirklich günstig in der Anschaffung. Den ‚Return on invest‘ haben wir schnell erreicht.“

Der robolink-Gelenkarmroboter besteht zum Großteil aus tribologisch – sprich auf Reibung und Verschleiß – optimierten sowie schmiermittelfreien Kunststoffen und ermöglicht so eine hohe Kostenersparnis, eine lange Lebensdauer und Wartungsfreiheit. Einige Zahlen und Daten zum eingesetzten Roboter: Der RL-DP-5 kann Nutzlasten bis drei Kilogramm bewegen und erreicht Taktzeiten von unter sieben Sekunden. Der Arm hat eine Reichweite von 790 mm und die Positioniergenauigkeit beträgt 1 mm. Erhältlich ist der igus robolink Low Cost-Roboter bereits für 7.274 Euro inklusive Software.

Gemeinsam haben Benning und igus verschiedene Varianten der Roboterprüfzelle entwickelt und so die optimale Automatisierungslösung gefunden – für mehr Qualität mit weniger Kosten.

Einfache Programmierung, tiefe Integration

Bei der Planung und Inbetriebnahme der Prüfzelle beschritten auch die beteiligten Ingenieure Neuland. Umso beachtlicher ist die tiefe Integration der beteiligten Komponenten: „Das Werkzeug ist vollständig in die Robotik-Software integriert. Für die Bildverarbeitung nutzen wir eine Standardkamera, für die wir ein eigenes Programm auf Open Source-Basis geschrieben und ins Prüfsystem integriert haben. Das LED-Licht in der Zelle verändert sich mit jeder Kameraposition und die Dokumentation wird ebenfalls automatisch erstellt.“ Auch wenn Benning den Großteil der Konstruktion und Projektierung in Eigenregie erledigen konnte, hat igus an der Konstruktion des Werkzeugs mitgewirkt. Verkaufsberater Timo vom Stein erklärt: „Wir haben verschiedene Varianten entwickelt, Benning hat sie erprobt und sich für eine entschieden.“

Ergebnis: Kosten gesenkt, Qualität verbessert

Nach gut einem Jahr Erfahrung mit der selbst entwickelten Prüfzelle und dem igus-Roboter ziehen die Verantwortlichen bei Benning ein rundum positives Fazit: Nach dem Kontaktieren des Prüflings kann der Bediener über den gesamten, mehrere Minuten dauernden Prüfzyklus andere Aufgaben übernehmen. Das optimiert – Stichwort ROI – die Kosten. Mindestens ebenso wichtig ist aus Sicht von Stephan Ditters, Fachprüfer bei Benning, aber ein anderer Faktor: „Die Qualität der Prüfung verbessert sich, weil die Ergebnisse objektiv bewertet werden. Zugleich erhalten wir umfassende Statistiken und Auswertungen, auf deren Basis wir die Prozesse weiter verbessern können. Und die individuelle Dokumentation des komplexen Prüfprozesses entsteht quasi von selbst – als Digitaler Zwilling von jedem einzelnen Traktionsladegerät, das wir ausliefern.“