Modular-Transport-System, Bild: Zimmer Group

Zur Ligna 2019 präsentierte die Zimmer Group sein mit dem German Innovation Award ausgezeichnetes Modular-Transport-System. Bild: Zimmer Group

| von Nach Unterlagen von Zimmer

Es ist Teil einer roboterbasierten, hochflexiblen, produktiven und modularen Fertigungszelle und sorgt für den Werkstücktransport in der Zelle. Die Rede ist von dem Modular Transport System (MTS) der Zimmer Group. Dieses verknüpft die Be- und Entladestationen mit den Bearbeitungs- und Messstationen. Die individuell gesteuerten Transporteinheiten (Shuttles) können je nach Anforderung als Master oder als Slave eingesetzt werden und dabei entweder einzeln oder im Verbund agieren. Dadurch entfällt eine starre Kopplung des Transports zum Beispiel über ein durchgehendes Transportband.

Hohe Anlagenverfügbarkeit

Ein entscheidender Vorteil gegenüber herkömmlichen Maschinen ist die extrem hohe Anlagenverfügbarkeit dieser Roboterbearbeitungszelle. Das Transportsystem ist so konzipiert, dass die Shuttles bei Bedarf im Betrieb einzeln ausgeschleust und ausgetauscht werden können. Alle anderen Anlagenkomponenten sind so ausgelegt, dass im Servicefall oder bei Wartungsarbeiten keine unnötigen Demontagen erforderlich sind.

Über das Unternehmen

Zimmer Group

  • Die Zimmer Group zählt nach eigenen Angaben mit über 1200 Mitarbeitern zu den weltweit führenden Herstellern von Automatisierungs-, Maschinen- und Möbeldämpfungskomponenten und  ist darüber hinaus wichtiger und geschätzter Partner für Systemlösungen zahlreicher  namhafter nationaler und internationaler Unternehmen aus den Bereichen Maschinen- und Anlagenbau sowie der Luftfahrt- und  Automobilindustrie.
  • Das Unternehmen mit Sitz in Rheinau-Freistett bei Offenburg wurde im Jahr 1980 gegründet.
  • Es verfügt über ein Vertriebsnetz in 125 Ländern.

48-V-Akku-Zwischenkreispufferung

Eine weitere Innovation des MTS liegt in der integrierten 48-V-Akku-Zwischenkreispufferung, welche in Kombination mit der Rekuperationsfunktion der Transporteinheiten die Laststromspitzen um circa 85 Prozent und somit den Energieverbrauch der Anlage um mehr als acht Prozent reduziert. Die Zelle kann direkt an ein MES-System angebunden werden. Die einzelnen Werkstücke werden durch einen Barcode von der Maschinensteuerung eindeutig identifiziert. Damit werden eine umfassende Fertigungskontrolle und eine hohe Produktionsqualität sichergestellt. Das ganze System kann variable Werkstücke in Losgröße eins verarbeiten und durch Hinzufügen von weiteren Funktionsmodulen die Leistungsfähigkeit nahezu beliebig skalieren. Der Ausbau der Zellen reicht von wenigen Metern mit einer oder zwei Bearbeitungsstationen bis zu 100 Metern mit mehr als 30 Bearbeitungsstationen. Diese Modularität ermöglicht individuelle Lösungen, die schnell in Betrieb genommen werden können, da jedes Modul einzeln vorab getestet werden kann. Das verkürzt die Hochlaufzeiten im Vergleich zu klassischen Bearbeitungsmaschinen erheblich. Sie lässt sich leicht an spezifische Einsatzfälle oder auch dem logistischen Umfeld und den notwendigen Sicherheitskonzepten anpassen. Diese Agilität im vollautomatisierten Umfeld wird momentan von keinem konservativen System am Markt erreicht!

Bestehender digitaler Zwilling

Für jedes dieser Module existiert ein digitaler Zwilling, das heißt die Software ist bereits für jedes Modul vorhanden und an einem HILS-System („Hardware in the Loop- System“) getestet. Wird eine neue Kombination von Modulen benötigt, kann bereits vor der Disposition ein digitaler Zwilling der gesamten Zelle erzeugt, der Materialfluss getestet und die Leistungsfähigkeit der Anlage in Echtzeit überprüft werden. Dieser HILS-basierte digitale Zwilling begleitet die Anlage während der gesamten Lebenszeit. Er dient als Trainingsgerät für neues Bedienpersonal und zum Vorabtest bei Neuprodukten. Bei der Losgröße-eins-Produktion in Echtzeit lässt sich vorab die Tagesproduktion simulieren, der Produktionsstatus freischalten beziehungsweise sperren und somit einen Produktionsstau verhindern.Das zentrale Bearbeitungsmodul besteht aus zwei Industrierobotern, die jeweils mit einer Multibearbeitungseinheit ausgerüstet sind. Die beiden kooperierenden Roboter arbeiten in einem räumlich begrenzten Bereich. Hier wird das Werkstück innerhalb eines sonst fließenden Prozesses kurzzeitig angehalten. Der eng begrenzte Bearbeitungsraum ermöglicht dabei eine Minimierung der Bearbeitungstoleranzen. Eine weitere große Herausforderung ist es, mit handelsüblichen Robotern eine auf +/- 0,1 Millimeter genaue Fertigung zu ermöglichen. Dazu wurde eine sensorische Inline-Korrektur-Funktion entwickelt, welche die geforderte Präzision permanent überwacht und gegebenenfalls automatisch nachkorrigiert. aru

Hintergrundinfos

German Innovation Award gewonnen

  • Das Modular Transport System von Zimmer sorgt für die automatisierte Verknüpfung einzelner Fertigungsschritte, während das Werkstück auf dem Shuttle verbleiben kann. Die Transporteinheiten, die
    je nach Anforderung des MES-Systems als Master oder als Slave eingesetzt werden, agieren dabei entweder einzeln oder im Verbund. Die zweite Innovation ist eine Rekuperationsfunktion. Sie speist die integrierte 48-V-Akkuzwischenkreispufferung, wobei sie die Laststromspitzen um circa 85 Prozent und den Energieverbrauch um
    circa 8 Prozent reduziert.
  • Ende Mai 2019 wurde das MTS mit dem German Innovation Award ausgezeichnet. Dieser Preis zeichnet branchenübergreifend Produkte und Lösungen aus, die sich vor allem durch Nutzerzentrierung und einen Mehrwert gegenüber bisherigen Lösungen unterscheiden.

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