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Technik

Roboter nahezu ohne Ausfall-Risiko

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Das innovative Ferndiagnosesystem Advanced Remote Diagnostics von ABB Robotics trägt in wesentlicher Weise dazu bei: Es warnt frühzeitig vor Fehlern infolge von Überlastung, Verschleiß und anderen Störrisiken. Wichtige Nutzenpotenziale in der Verpackung ergeben sich daraus vor allem durch das Minimieren von Ausfällen: Statt wie üblich den Roboterbetrieb wegen einer Servicemaßnahme für rund acht Stunden still zu legen, vermeidet der Anwender Stillstände oder reduziert bei ca. drei Viertel der frühzeitig erkannten Risiko-Zustände die Ausfalldauer auf einen Bruchteil.
Die Verpackungsindustrie gilt traditionell als eine Branche mit erhöhter Belastung der Mitarbeiter durch ermüdende, einseitig beanspruchende, stereotype Tätigkeiten. Sie bergen langfristig das Risiko manifester physischer und psychischen Beschwerden. Unter dem Begriff RSI (Repetitive Strain Injury) fassen US-amerikanische Arbeitsmediziner diese gesundheitlichen Beeinträchtigungen zusammen. Vor dem Hintergrund nachhaltig steigender Produktivitätsanforderungen ergibt sich daraus die Notwendigkeit humanerer Arbeitsplätze. Weitere Bedingungen diktiert der globale Wettbewerb mit Niedriglohnländern. Ein Fallbeispiel aus Australien verdeutlicht dies: Das manuelle Verpacken von über 3.000 Gewürzmittelflaschen pro Stunde bei Power Plastics in Sydney verursachte hohe Arbeitskosten und forderte einen hohen gesundheitlichen Tribut seitens der Werker, beschreibt der Geschäftsführende Direktor Russell Barber die Situation vor dem Umstellen auf voll automatisierte Prozesse. Er entschied, die manuellen Arbeiten durch einen robotergestützten Prozess zu ersetzen. Der Erfolg gibt ihm recht. Das RSI-Problem ist gelöst, die hier vorher eingebundenen Mitarbeiter haben im Unternehmen andere Aufgaben übernommen und zusätzlich ist die Produktivität deutlich gestiegen. Allein in der geringer besetzten Wochenendschicht realisiert das Unternehmen eine um 30 % bis 40 % höhere Produktion gegenüber der manuellen Arbeitsweise.
Es gilt, aufwändige, teure und gesundheitsschädigende manuelle Arbeiten langfristig möglichst vollständig durch vollautomatisierte Prozesse zu ersetzen. Roboter erfüllen diese Aufgaben - vorausgesetzt, sie sind in flexiblen Feldern einsetzbar und maximal, das heißt möglichst ausfallfrei verfügbar.

Industrieroboter im Trend: Störfall vermeiden
Industrieroboter lassen sich im Gegensatz zu Sondermaschinen schnell an unterschiedliche Aufgabenstellungen anpassen. Das macht sie geeignet für komplexe und häufig wechselnde Aufgaben in der Verpackungsindustrie. Sie umfassen nahezu das gesamte Spektrum der zu beherrschenden Prozesse - vom Dosieren des Produkts und den vielfältigen Be- und Verarbeitungsschritten der unterschiedlichen Packmittel, -materialien und -hilfsstoffe über das Pick&Place beim Sortieren, Kartonieren, Stapeln und Palettieren bis hin zum Bedrucken, dem Auftragen von Farbe, Lack und Kleber. Mit den Roboter-Anwendungen sind die Kernkompetenzen betroffen. Entsprechend hohe Priorität gewinnt die möglichst verlustfreie Verfügbarkeit der stählernen Handlanger, oder, falls mit intelligenter Sensorik begabt, gar der routinierten „Facharbeiter". Ein Roboter-Ausfall bedeutet jedoch durchschnittlich einen ca. achtstündigen kostenträchtigen Stillstand, der die gesamte Linie in der Prozesskette ausbremsen kann. Meist sind erfolglose Selbsthilfe-Versuche voraus gegangen und wertvolle Zeit verstrichen, bis der externe Service-Experte eintrifft.

Die Advanced Remote Diagnostics von ABB Robotics setzt hingegen im Vorfeld potenzieller Störungen an. Sie basiert auf dem Fern-Überwachen , Protokollieren, Analysieren und Prognostizieren von Veränderungen der wesentlichen Funktionsparameter. Frühzeitig empfängt der Anwender von der ABB-Service-Zentrale differenzierte aussagekräftige Warnsignale, sobald der Roboter im kritischen „gelben Bereich" arbeitet. Auf diese Weise reduziert sich die Reaktionszeit im Servicefall drastisch. Oft kann eine sonst Ausfall verursachende Störung ganz abgewendet werden. Die Voraussetzung für das spezifische System Advanced Remote Diagnostics ist global gegeben, wenn sich der Roboter in ausreichender Nähe zu einem GPRS / WLAN-Netzwerk befindet.

Support im Paket
Das Support Package von ABB geht über die Warnungen im akuten Servicebedarf deutlich hinaus. Es fasst die für die Vorsorge wichtigsten unterstützenden Dienste zusammen. Dafür stellt ABB auf seinem Server für jeden Kunden eine datensichere, personalisierte Internetseite „My Robot" bereit. Der Remote-Service beinhaltet die automatische Datenaufnahme und das Speichern von Parametern des vernetzten Roboters sowie die qualifizierte Datenauswertung. Der Roboter-Anwender kann mit Hilfe der intelligenten Software jederzeit den aktuellen „Robot Condition Report" abholen - und er erfährt online, wie es seinem Roboter innerhalb des letzten, vorletzten oder beliebigen anderen Testzyklus „ergangen" ist. Wie hoch sind Nutzungsrate, Beanspruchung und Abnutzung der einzelnen Achsen bzw. der entsprechenden mechanischen Teile in Relation zur absoluten Roboternutzung? In welchen Bereichen fährt der Roboter nahe der Lastgrenze? Aus den Daten errechnet die Software die Lebenserwartung beanspruchter Elemente und entwickelt einen Wartungsplan. Selbsttätig indiziert das Programm auftretende funktionale Problemlagen und übermittelt Warnungen auf das Kommunikationsgerät des Roboter-Nutzers. Ein Blick auf die Seite „My Robot" bei www.abb.com zeigt die exakte Lokalisation, Art und Quantifikation des Alarmzustandes. Verfügbar sind dort auch die interaktiv bereit gestellten empfehlenswerten Maßnahmen zum Beseitigen der Ursachen. Der Schutz der Kundendaten ist dabei jederzeit gegeben: Die ABB-Experten sehen nur die zum Betrieb und für die Analyse notwendigen Roboterdaten.

Vorsorge-Programm und Praxisnutzen
Vollautomatisierte Anlagen bieten größere Flexibilität und höhere Anlagenverfügbarkeit bei reduziertem Personalbedarf. Die ABB-Roboter überzeugen durch eine hohe Zuverlässigkeit auf unterschiedlichen Einsatzfeldern. Exemplarisch stehen die typischen „Verpackungsroboter" wie IRB 120 bis IRB 6620 und IRB 360. Alle ABB Roboter bedient der Nutzer mit der komfortablen Steuerung IRC5. Sie ist auch für die beschriebenen Funktionen von „Advanced Remote Diagnostics" ausgelegt. Um produktionsrelevante Auswirkungen von Störungen möglichst auszuschließen, kann der Anwender seine kunden- bzw. fallspezifische Komplettlösung wählen. Die ABB-Experten entwickeln sie bedarfsgerecht im Dialog mit den Fachleuten der Verpackungsindustrie. Sie umfasst auf Anforderung neben den Basistools auch die Schulung der internen technischen Service-Mitarbeiter. Techniker von ABB haben den erforderlichen Remote-Zugriff auf die Roboter - und ihre Kundenpartner jederzeit den Überblick über eventuelle Auswirkungen dieser Einwahlen.

Auf unterschiedliche Bedarfe an vorbeugender Fehlerüberwachung antworten die ABB-Dienstleister mit ihrem strukturierten Angebot.

Notfall-Instandhaltung (Corrective/reactive Maintenance): Fehler werden behoben, sobald sie auftreten. Haupteinflussgrößen sind Zeit beziehungsweise Aufwand bis die Servicemitarbeiter vor Ort sind und Ersatzteilvorrat.

Vorbeugende Wartung (Preventive Maintenance): Der Service erfolgt vorwiegend auf Grundlage von Wartungsplänen. Sie berücksichtigen die Analyse vergangener Fehler, die geplante Nutzung der Roboter und die aus deren Ausfall resultierenden Risiken.

Analytischer Service mit Fernwartung (Predicitive Maintenance and Advanced Remote Diagnostics): Den Servicearbeiten liegen neben dem aktuellen Zustand des jeweiligen Roboters auch ausführliche Analysen und Prognosen über Fehlerwahrscheinlichkeiten zugrunde. Ein solcher Service setzt die elektronische Erfassung definierter Betriebsdaten des Roboters und deren Auswertung voraus.

Flatrate-Service (Robo-Care): Bei diesem Konzept übernimmt der Dienstleister das Risiko für die anfallenden Wartungskosten, Ersatzteile und auch für ungeplante Serviceeinsätze. Der Kunde zahlt einen fixen Jahresbetrag. Das Ergebnis sind weniger Ausfälle, höhere Verfügbarkeit und geringe Kosten. Beim Dienstleister bzw. Roboterhersteller können die Erkenntnisse aus dem Betrieb und eventuellen Fehlern direkt in die Produktentwicklung einfließen. In der Praxis setzt dieses Angebot von ABB ebenfalls die Fernwartung bzw. den ARD voraus.

Über die Firma
ABB Automation GmbH Unternehmensbereich Robotics
Friedberg
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