Beschleunigte Prototypenfertigung durch den Einsatz von Robotern

Roboter für die Kleinarbeit

Mit über 100 Jahren Erfahrung und rund 50.000 Mitar­bei­t­en­den weltweit ist GE Health­care eines der inter­na­tion­al führen­den Unternehmen in der Medi­z­in­tech­nik, Diag­nos­tik und Dig­i­tal­isierung des Gesund­heitswe­sens. Die finnis­che Tochterge­sellschaft GE Health­care Fin­land ist auf die Entwick­lung von Lösun­gen für die Patien­tenüberwachung spezial­isiert. Am Stan­dort in Helsin­ki wer­den unter anderem Patien­ten­mon­i­tore sowie Gasmess­mod­ule für Beat­mungs- und Anäs­the­siegeräte pro­duziert und in die ganze Welt exportiert. Dreh- und Angelpunkt der Inno­va­tion bei GE Health­care ist die Mon­tagelin­ie für die Pro­to­typen neuer Pro­duk­te. Aktuell wird in Helsin­ki an einem Pro­dukt getüftelt, das eine inno­v­a­tive Sen­sor­bat­terie enthält.

Einarmiger Cobot für filigrane Klebearbeiten

Um das Design inner­halb kurz­er Iter­a­tio­nen anpassen zu kön­nen, set­zt das Unternehmen an dieser Mon­tagelin­ie auf Sin­gle-arm YuMi® (IRB 14050) von ABB Robot­ics – eine ein­armige Vari­ante des zweiarmi­gen Cobots YuMi® (IRB 14000), der 2015 einge­führt wor­den ist. Der extrem kom­pak­te, siebe­nach­sige Robot­er wiegt ger­ade 9,5 kg und bietet größte Flex­i­bil­ität bei der Mon­tage. Sin­gle-arm YuMi® wurde speziell für die Mon­tage von Klein­teilen entwick­elt, beispiel­sweise in der Unter­hal­tungse­lek­tron­ik oder für Kon­sumgüter. Er kann schnell und flex­i­bel Mon­tageauf­gaben übernehmen, die für einen Men­schen ergonomisch schwierig zu bew­erk­stel­li­gen wären.

In der App­lika­tion ist YuMi® für das Auf­tra­gen des Kleb­stoffs auf die Pro­to­typen zuständig, die ger­ade mal so groß wie eine Stre­ich­holzschachtel sind. Für Men­schen wäre diese Auf­gabe mehr als knif­flig, denn die lan­gen Kle­ber­au­pen müssen der Form der Teile genau fol­gen. Als weit­er­er erschw­eren­der Fak­tor kommt die kurze Aushärtezeit des einge­set­zten Kleb­stoffs hinzu.

„Wir mussten den Mon­tage­prozess um einen Arbeitss­chritt für das Kleben erweit­ern, dieser war manuell nur sehr schw­er umzusetzen.“

- Teemu Ääry­nen, Advanced Man­u­fac­tur­ing Engi­neer­ing Pro­gram Leader

Neues Einsatzgebiet für einen vertrauten Helfer

Durch den Ein­satz wird der Auf­trag des Kleb­stoffs auf die Pro­to­typen automa­tisiert. Der ein­armige kol­lab­o­ra­tive Robot­er nimmt das Werk­stück von ein­er Vor­rich­tung auf, trägt den Kleb­stoff mit Hil­fe ein­er exter­nen Kleb­stoffdüse auf und set­zt das Pro­dukt an der­sel­ben Stelle ab. Der Robot­er kann die kom­plizierte Auf­gabe schneller und mit größer­er Wieder­hol­ge­nauigkeit aus­führen als ein Men­sch. Dies beschle­u­nigt die Pro­duk­tion und set­zt Kapaz­itäten von Fachkräften frei, die an ander­er Stelle einge­set­zt wer­den können.

Das Unternehmen set­zt den zweiarmi­gen Cobot bere­its für andere Pro­duk­t­mon­tageauf­gaben ein. Deshalb lag die Entschei­dung nahe, in eine neue Cobot-Arbeitssta­tion zu investieren. Sie wurde von dem finnis­chen Unternehmen Robo­co entwick­elt, das sich auf Robot­er­lö­sun­gen spezial­isiert hat. „Die Anlage ist ein großar­tiges Beispiel für die Möglichkeit­en, die Cobots in der Mon­tage bieten. Damit haben wir schnell eine Lösung für Arbeitss­chritte gefun­den, die per Hand schw­er umset­zbar sind. Außer­dem lässt sich der Robot­er später flex­i­bel auch für andere Auf­gaben ein­set­zen“, berichtet Oskari Hakalu­o­to, CEO von Roboco.

Kollaborative Allrounder für mehr Zukunftsfähigkeit

Cobots eröff­nen weitre­ichende Möglichkeit­en zur Automa­tisierung von Auf­gaben und Prozessen, die mit tra­di­tionellen Lösun­gen nicht real­isier­bar wären. Die beson­dere Stärke sicher­er Cobots liegt darin, dass sie keine sper­ri­gen, raum­greifend­en Sicher­heit­slö­sun­gen benöti­gen. Damit lassen sich kol­lab­o­ra­tive Robot­er mit geringem Zeit- und Koste­naufwand in eine beste­hende Pro­duk­tion­slin­ie inte­gri­eren. „Kom­pak­te, sichere kol­lab­o­ra­tive Robot­er ermöglichen es auch kleinen und mit­tel­ständis­chen Unternehmen, mit ein­er rel­a­tiv gerin­gen Anfangsin­vesti­tion von den Möglichkeit­en der Robotik zu prof­i­tieren”, sagt Oskari Hakaluoto.

Robo­co ist Mit­glied des Val­ue Provider Pro­gramms von ABB. „Zusät­zlich zu unserem inter­nen Know-how kön­nen wir bei ABB auf ein Net­zw­erk inno­v­a­tiv­er, hochqual­i­fiziert­er Part­ner zugreifen, die gemein­sam mit uns und den jew­eili­gen End­kun­den flex­i­ble Robot­er­lö­sun­gen für jede Pro­duk­tion­san­forderung entwick­eln“, sagt Juha Mainio, Produktionsmanager.

Schneller Return on Investment

Inzwis­chen ste­ht das neue Pro­dukt in der Inno­va­tion­ss­chmiede von GE Health­care kurz vor der Serien­reife, und der neue ein­armige Cobot YuMi find­et in der Fer­ti­gungslin­ie häu­fig Ver­wen­dung. „Wann immer wir das Pro­dukt aktu­al­isieren oder den Fer­ti­gung­sprozess anpassen müssen, kommt es uns zugute, dass der Robot­er so ein­fach umzupro­gram­mieren ist“, freut sich Teemu Ääry­nen. „Die hohe Ver­füg­barkeit und Flex­i­bil­ität dieser Anlage beschle­u­nigt unsere Pro­duk­ten­twick­lung sig­nifikant.“ Nach Angaben von Ääry­nen sind größere Anpas­sun­gen am Pro­gram­mier­code des Robot­ers in ger­ade mal ein­er hal­ben Stunde erledigt.

Die kol­lab­o­ra­tiv­en Funk­tio­nen des ein­armi­gen Kol­le­gen erfreuen sich großer Beliebtheit bei den men­schlichen Mitar­bei­t­en­den. Kurzum: Das Robot­er­sys­tem hat sich für GE Health­care als eine gute Investi­tion erwiesen. „Der Cobot kann nicht nur einen Arbeitss­chritt automa­tisieren, den ein Men­sch nicht erledi­gen kön­nte, son­dern die Lösung spart auch viel Zeit unser­er Mitar­bei­t­en­den für andere Auf­gaben. Dies verbessert die Pro­duk­tiv­ität unser­er Mon­tage und spiegelt sich für unsere End­kun­den im Preis des Pro­duk­ts wider. Die Amor­ti­sa­tion­szeit für diese Investi­tion war bemerkenswert schnell, deut­lich unter einem Jahr”, resümiert Äärynen.