Passend abgestimmt und aus einer Hand

Montageanlagen

Die effiziente und kostenoptimierte Automatisierung von Produktionsanlagen ist die Kernkompetenz von Hirata weltweit. Über 55 Jahre Erfahrung in der Automatisierungstechnik machten uns weltweit zu einem der führenden Unternehmen. Die Hirata Engineering Europe GmbH in Deutschland bieten sowohl schlüsselfertige Komplettlösungen als auch die Teilautomatisierung einzelner Produktionsschritte wie montieren, kleben und vergießen, messen und prüfen, bestücken usw.  Von der Beratung und Planung über die Herstellung, Installation und Schulungen vor Ort bis hin zur Wartung: Kunden erhalten das gesamte Engineering aus einer Hand. In den Automatisierungslösungen werden sowohl Hirata-Produkte, wie Roboter, Palettierer und Depalettierer, als auch Transport- und Automatisierungs-Komponenten anderer Hersteller integriert.

Referenzprojekte

Montagelinie mit WT-Umlaufsystem

Gefertigt wird eine mechatronische Baugruppe, ein Spritzgussteil mit Einleger, das in zwei Varianten weiter verarbeitet werden muss. Neben dem Aufbringen eines Data Matrix-Codes per Laser müssen in der Werk- stückvariante 1 mehrere durch den Spritzgussprozess entstandene Kavitäten sowie vorhandene unbestückte Diodentaschen mit einer gegen Feuchtigkeit beständigen Masse vergossen werden. Bei der Werkstückvariante 2 werden ebenfalls die durch den Spritzgussprozess ent- standenen Kavitäten vergossen, Dioden in die vorge- sehenen Diodentaschen bestückt und anschließend mit Silikon vergossen. Danach werden die Vergussmassen ausgehärtet und die Werkstücke mit unterschiedlichen Test- und Messverfahren geprüft. Die Anlieferung der Werkstücke erfolgt in speziellen Trays, diese werden auch später wieder für den Versand eingesetzt.

Prozesse:
 

  • Handling
  • Verguss
  • Bestückung
  • Prüfung

Fertigungszelle mit Rundtakttisch

Im konkreten Fall geht es um den Aufbau einer automatisierten Montage für elektrische Steckverbinder. Die Aufgabe besteht darin, einen Teil eines elektrischen Steckverbinders (hinterer Gehäuseteil plus Klemmrolle inklusive Feder, Klemmrollenaufnehmer, Verrastung und Tülle) zu montieren. Diese Steckvorrichtung wird in zwei Varianten, als Normal- und Low-Cost-Stecker, und in jeweils drei Größen gefertigt. Die ursprüngliche Planung des Kunden sah vor, diese Teile in zwei separaten Einheiten, einer Montageinsel für die Zugentlastung (Klemmrollen, Federn, Klemmrollenaufnehmer) und einer Montage-Linie für den hinteren Teil des Stecker-Gehäuses, zu fertigen. Beide Montagebereiche sollten durch einen Pufferbereich verbunden werden.

 


Prozesse:

  • Handling
  • Montage
  • Prüfung

 

Werkzeugmaschinen Be- und Entladung

Realisiert wurde die automatisierte Be- und Entladung einer Drehmaschine. Automatisiert wurde das Handling der Paletten, der Werkstücke, das Ausrichten der Werkstücke sowie Säubern und Vermessen der Fertigteile nach der spanenden Bearbeitung. Auch die steuerungstechnische Anbindung der Automatisierungseinheit an die Dreh- maschine und einen übergeordneten Rechner gehörte zum Leistungsumfang. Ein Sechsachsroboter entnimmt die Fertigteile aus dem Revolvergreifer der Drehmaschine, bringt sie zur Reinigungsstation und anschließend zur Ver- messung, bevor er sie in entsprechende Paletten ablegt. Die Paletten werden in einem Palettiersystem verarbeitet. Das bedeutet, das Palettiersystem stellt die Rohteile in Paletten zur Bearbeitung bereit und stapelt die Paletten mit den Fertigteilen wieder auf.

 

Prozesse:

  • Palettenhandling
  • Werkstückhandling
  • Vermessung Fertigteil

 

Beispiele aus der Praxis

Automatisierung einzelner Prozesse

Montieren

Die automatisierte Montage von Baugruppen ist eine unserer Kernkompetenzen. Verschiedene Fügeprozesse bilden wir präzise, prozesssicher und unter Einhaltung kürzester Zykluszeiten ab. Verpressen, Verschrauben, Verkleben und Vergießen sind Beispiele für Prozesse, die wir mit einem Erfahrungsschatz aus über 25 Jahren erfolgreicher Automation regelmäßig in unsere Systeme integrieren. Durch die Integration von Vision-Technik bis hin zum Einsatz hochauflösender Kamerasysteme erreichen wir ein Höchstmaß an Flexibilität. In Verbindung mit unserer stetig weiterentwickelten, hauseigenen Robotik, schaf- fen wir schlanke und effiziente Lösungen zu Ihrer Anwendung. In der Montagetechnik sind wir auf Werkstücke mit einer Kantenlänge bis 100 mm und einer Gesamtmasse bis etwa 5 kg spezialisiert, was Ihnen als Richtwert dienen sollte. Ungeachtet dessen haben wir für unsere Kunden auch Projekte mit größeren und schwereren Werkstücken erfolgreich umgesetzt, da wir jeden Anwendungsfall im Einzelnen betrachten und Ihnen nach einer genauen Feststellung aller technischen und wirtschaftlichen Erfordernisse, eine maßgeschneiderte Lösung anbieten.

Unser Leistungsspektrum erstreckt sich von der Bedarfsanalyse über das gesamte Engineering, von Konstruktion über Programmierung bis hin zur Montage und Inbetriebnahme an Ihrem Standort.

Kleben und vergießen

In einer standardisierten Fertigungszelle wird zum Beispiel ein UV-aushärtender Klebstoff in ein mechatronisches Bauteil dosiert. Dabei wird das Jet-Ventil durch ein Hirata Linearachsensystem Modell CRZQ-2020 mit einer Präzision von +/- 0,02 mm zum jeweiligen Dosierpunkt verfahren. Die Kommunikation zur Jet-Ventilsteuerung erfolgt über eine digitale E/A-Schnittstelle und über eine analoge Spannungs- schnittstelle, die von der Steuerung des Linearachssystems bereitgestellt wird. Außerdem übernimmt die Steuerung die Kontrolle des WT-Transportbandes, des Vorstoppers, des Stoppers und der WT-Indexierung. Ein komfortables HMI und die Leitrechneranbindung der Station gehören ebenfalls zum Leistungsspektrum. Auch eine nachgeschaltete UV-Trocknungsstation kann über dieselbe Steuerung mit- gesteuert werden.

Messen und prüfen

In einer standardisierten Fertigungszelle  befindet sich die AOI-Station, die zum Beispiel die Dosierung des Klebstoffs überprüft. Hier wird ein Kamerasystem inklusive der zugehörigen Beleuchtung von einem zweiachsigen Linear- achsensystem von Hirata zum jeweiligen Prüfpunkt bewegt. Geprüft wird auf das Vorhandensein des Klebstoffs in ausreichender Menge bzw. auf Überdosierung sowie auf Verschmutzung. Die Kommunikation mit dem Bild- verarbeitungssystem erfolgt über eine der insgesamt fünf RS-232c-Schnittstellen der Ablauf- und Positionier- steuerung.

In einer anderen Zelle wird z. B. mit einem speziellen Verfahren über einen robotergeführten Prüfkopf die thermische Anbindung von Leistungsbauelemente an einen Kühlkörper geprüft. Zusätzlich wird über Laser-Triangulation kontrolliert, ob die eingesetzten Federn auf dem Kühlkörper aufliegen. Der Linearachsenroboter führt dabei einen Laser über eine definierte Strecke und misst während dieser Bewegung. Hierbei müssen die Mess- frequenz und die Verfahrgeschwindigkeit des Roboters exakt auf- einander abgestimmt sein. In dieser Prüfstation befinden sich entsprechende Referenzteile, an denen nach jeder Messung das Prüfequipment wieder neu referenziert wird.

Bestücken

In einer Fertigungszelle können beispielsweise Dioden in die Diodentaschen bestückt werden. Eingesetzt wird hier bewährte SMD-Bestückungstechnik, die auch in der Elektronikfertigung eingesetzt wird. Hierfür wurde ein Mini-Vakuumgreifer (Nozzle) einer SMD-Bestückmaschine an ein vierachsiges Linearsystem adaptiert. Außerhalb der Station sind zwei Feeder mit den Dioden angebracht, sodass immer ein Feeder ohne Stillstand der Anlage gewechselt werden kann. Per Kreuzlinienlaser wird der Vakuumgreifer vermessen. Eine Kamera verifiziert die Lage der Diodentasche und den Auftrag des Leitklebers. Mit einer zweiten Kamera wird von unten die Lage der Diode im Greifer betrachtet. Das Linearachsensystem korrigiert nun entsprechend in x- und y-Richtung sowie rotatorisch in w-Richtung und bestückt die Diode. Die endgültige Lage der Diode wird wieder per Kamera überprüft.