Bauteilneutrale Matrix-Zellen

Die Notwendigkeit der Automatisierung in der Fertigung ist durch den steigenden Marktdruck, speziell auf die Zuliefererindustrie in Hochlohnländern, nicht abzustreiten. Der Preisdruck zwingt die Fertigung regelrecht, das bestehende Personal effizienter einzusetzen bzw. einen Prozessschritt zu automatisieren. Dabei sind oft Bauteile und spezielle Arbeitsgänge im Fokus, da diese mit dem bestehenden Vorgehen vergleichbar und somit monetär zu bewerten sind. Diese Anforderungen aus dem bestehenden Prozess werden auch für die Automatisierung als zu leistende Parameter definiert und für die Legitimierung der anfallenden Investitionskosten herangezogen. Dieses Vorgehen der Definition der Anforderungen ist sehr spezifisch und die daraus resultierende Roboter-Zelle auf ein individuelles Bauteil zugeschnitten. Somit kann die Roboter-Zelle auch nur dieses eine definierte Spektrum abbilden und muss bei Auftragsverlust, einer signifikanten Bauteiländerung oder bei Kapazitätsschwankungen sehr aufwändig, wenn überhaupt sinnvoll machbar, umgebaut werden.

Um solch ein Szenario bei der Automatisierung zu verhindern, muss lediglich der Fokus der Auslegungsparameter weitläufiger gesetzt werden. Da die meisten Investitionskosten, wie beispielsweise der Industrieroboter selbst, die notwendige Sicherheitslinie für ein sicheres und gefahrenloses Betreiben des Roboters sowie auch die Wertschöpfung selbst, z.B. in Form einer CNC Bearbeitungsmaschine, nur bedingt mit einem speziellen Bauteil in Zusammenhang gebracht werden können, entsteht auch mit einem globalen Ansatz kein höheres Investitionsvolumen.

Eine globale Definition der Anforderungen berücksichtigt alle bestehenden, zukünftigen und noch unbekannten Bauteile für den zu automatisierenden Prozess. Maximale Bauteilabmessungen können beispielweise aus dem möglichen Bearbeitungsbereich und der Traglast des CNC Bearbeitungsprozesses übernommen und somit die nötige Traglast des Roboters für alle möglichen Bauteile definiert werden. Das Zuführsystem bzw. der Bauteiltransport kann global auf alle vorgehenden und nachträglich verbundenen Prozesse übertragen werden. Es ist somit ein logisch dimensioniertes Gebinde zu definieren, das alle verbundenen Bearbeitungsprozesse in der Herstellungskette berücksichtigt. Hierbei kann auch die Logistik und die Lagerung der Bauteile herangezogen werden und z.B. auf eine Palette als Gebinde für die Automatisierung definiert werden. Bei der Definition des Gebindes ist in erster Linie relevant, dass die komplette Wertschöpfungskette abgebildet werden kann, auch, wenn diese aktuell noch manuell umgesetzt ist. Aus diesen globalen und strategischen Überlegungen heraus sind die Anforderungen an die Matrix-Zelle zu definieren und es wird gewährleistet, dass auch Änderungen oder umstrukturierte Prozesse keine Auswirkung auf das grundlegende Design der Roboter-Zelle haben.

Die bauteilspezifischen Komponenten der Automatisierung, wie beispielsweise der Bauteilgreifer des Roboters, sind mit vergleichsmäßig geringeren Investitionen zu bewerten. Somit haben alle Komponenten, die mit einem Produktlebenszyklus eines Bauteils in Verbindung stehen, keine Auswirkung auf die weitere Verwendung der Matrix-Zelle, da diese prozessspezifisch und nicht bauteilspezifisch ausgelegt ist. Die zukunftsorientierte Auslegung der Matrix-Zelle ist der erste Schritt im Wandel von einem konventionell fertigenden Unternehmen hin zu einer hochflexiblen Smart Factory und erfordert lediglich eine neue, zukunftsträchtige Definition bei der Implementierung von Roboter-Zellen in der eignen Fertigung.