B&O montiert Lautsprecher mit einem Roboter-Schraubendreher, gesteuert von JVL AC-Servo Controllern

Im Rahmen der ständigen Automatisierung in der Produktion nahm der weltbekannte dänische Hi-Fi-Hersteller Bang & Olufsen im Frühjahr 1997 einen neuen, speziell entwickelten Roboter-Schraubendreher in Betrieb. Derzeit wird der Roboter für die Montage von Boxen der beliebten Mini-Lautsprecher BeoLab 4000 von B&O verwendet, er ist jedoch für die Montage von drei verschiedenen Lautsprechertypen konfiguriert. Der Roboter wurde von B&Os eigener fertigungstechnischen Abteilung entwickelt und konstruiert und stellt eine sehr kompakte und äußerst zuverlässige Einheit dar, die perfekt auf den Bedarf von B&O zugeschnitten ist.

Der Roboter bewegt einen automatischen Schraubendreher mit Hilfe von x-y-Kooridinaten in der horizontalen Ebene und z-Koordinaten in der vertikalen Ebene. Mit Hilfe einer Koordinate mit der Bezeichnung x2 kann er unter einem Winkel zur vertikalen Ebene in x-Richtung betrieben werden. Alle vier Richtungsbewegungen werden von JVL AMC11B Servocontrollern und zugehörigen Yaskawa AC Servomotoren gesteuert. Die Drehung des Schraubendreherkopfes wird von einem JVL AMC Servocontroller AMC12B gesteuert, der teilweise im Drehmoment-Modus betrieben wird, um das korrekte Festziehen der einzelnen Schrauben sicherzustellen. Der Roboter kann auch die Schraubendreher-Einheit mit Hilfe eines Pneumatikzylinders um 90° drehen, so dass die Einheit unter einem Winkel zur y-Achse betrieben werden kann (y2). Zusätzlich ist die Konfiguration mit einem weiteren Servocontroller möglich, so dass die Einheit in beliebigen Schrägstellungen arbeiten kann.

 

Die Treiber von JVL werden von einem Systec MCM-Schrittcontroller gesteuert, der in Dänemark von JVL vertrieben wird. Die Systec-Einheit führt ein von B&O entwickeltes Programm aus. Dieses Programm teilt jedem einzelnen Controller mit Hilfe von Puls- und Richtungssignalen mit, was wann zu tun ist. Der Systec-Controller selbst wird zusammen mit anderen Roboterfunktionen von einer Siemens S7 SPS und teilweise über einen ASI-Bus gesteuert. Das Montieren der Schrauben in der Robotereinheit und andere Funktionen werden pneumatisch gesteuert.

Die Schrauben müssen durch drei verschiedene Materialtypen gedreht werden, die alle ein unterschiedliches Drehmoment erfordern. Die Schraubendrehung wird deshalb so gesteuert, dass die ersten Drehungen mit vollem Drehmoment erfolgen und der Motor anschließend stromgesteuert wird. Damit wird für jedes Material in allen Phasen des Prozesses das korrekte Drehmoment verwendet. Die Montage der derzeit mit dem Roboter produzierten Boxen erfordert drei Drehmomentwerte, der Roboter ist jedoch so programmiert, dass er bis zu 16 verschiedene Drehmomente handhaben kann.
Die Lautsprecherboxen werden präzise (innerhalb von ½ mm) auf einer Montagepalette montiert, wobei jede Box mit insgesamt 28 Schrauben montiert wird. Die Gesamtmontagezeit inklusive Transport der Montagepalette in die Maschine hinein und aus ihr heraus beträgt 90 Sekunden. Der Roboter kann noch schneller arbeiten, B&O hat jedoch eine geringere Geschwindigkeit gewählt, um die Lebensdauer der Maschine zu verlängern und eine sehr niedrige Fehlerquote zu erhalten.

Jede Palette ist mit einem Strichcode ausgestattet, der dem Roboter präzise mitteilt, welcher Lautsprechertyp montiert werden soll und auch eine Kontrolle ermöglicht, dass die Palette nicht bereits montiert wurde. Der Roboter ist auch mit der nachfolgenden Prüfeinheit verbunden, die eine Funktionsprüfung des Lautsprechers ausführt und feststellt, wenn Schrauben nicht korrekt festgezogen wurden.

Die gesamte Roboterkonstruktion wurde implementiert, um Konformität mit der EMV-Richtlinie zu erreichen. In der gesamten Konstruktion werden abgeschirmte Kabel verwendet und alle Sub-D-Anschlüsse sind mit Rauschfiltern ausgestattet.

Die Konstrukteure bei B&O konnten beim Entwurf und der Konstruktion des Roboter-Schraubendrehers viele Erfahrungen sammeln und waren mit der Zusammenarbeit mit den Ingenieuren von JVL sehr zufrieden. Wir freuen uns sehr, dass wir an diesem interessanten Projekt teilnehmen konnten und sind auch stolz darauf, dass die Installation jetzt seit mehr als sechs Monaten fehlerfrei läuft.

 

 

 

 

Roboter-Schraubendreher bei Bang & Olufsen.