Unterstützung für manuelle Montageprozesse


Mit dem One-Piece-Flow-Assistance-System (OAS) stellt der Arbeitsplatzsystem-Hersteller Treston Deutschland auf der Motek 2017 (vom 9. bis 12. Oktober in Stuttgart) seine digitale Lösung zur Unterstützung manueller Montageprozesse erstmals der Öffentlichkeit vor. Ziel des OAS ist es, Mitarbeiter bei der Durchführung manueller Montagetätigkeiten hinsicht-lich Effizienz, Prozesssicherheit und bei der Fehlervermeidung zu unterstützen. Das System ist mit einer Bildverarbeitungseinheit ausgestattet, die die Greifoperationen des Mitarbeiters mittels mit 2D-Markern ausgestatteter Uhrarmbänder erkennt und gegen den Sollprozess vergleicht. Dadurch verwandelt sich das System in eine intelligente Prüftechnologie, die Produktionskosten senkt, weil Fehler, Reklamationen und teure Nachproduktion auf ein Minimum reduziert werden. Auf der Motek 2017 installiert das Unternehmen zwei ModuLine-Arbeitsplätze, die jeweils mit einem OAS ausgestattet werden. Entwickelt wurde das OAS in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) in Magdeburg.

Zur Demonstration der Leistungsfähigkeit werden an den Arbeitsstationen Lego-Autos montiert. Jede Arbeitsstation deckt dabei fünf Arbeitsschritte ab, die das OAS analysiert, überwacht und dokumentiert. Damit wollen die Partner zeigen, wie das OAS den Arbeitsfluss an beiden ModuLine-Arbeitsstationen optimiert, sie miteinander verbindet, und zu einer integrierten, schlanken Materialflusslösung vereint.

Ein OAS-System besteht aus einer Assembly-Monitoring-Unit (AMU), zwei 2D- Markern mit den Abmaßen von je 4,5 x 4,5 cm und einem Gewicht von je ca. 30 Gramm, einem Touchscreen und einem Rechner. Die AMU wird am ModuLine-Aufbau oben, senkrecht über der Arbeitsstation angebracht. Von dort analysiert und überwacht ein in der AMU verbauter Tiefenbildsensor die unter ihm stattfindenden Hand- bzw. Greifbewegungen des Mitarbeiters. Diese Überwachung wird über die fortlaufende, bildbasierte Identifikation und Lokalisierung von 2D-Markern ermöglicht, welche der Mitarbeiter ähnlich einer Uhr an den Handgelenken trägt. Hier ist es möglich mit rechts, mit links oder mit beiden Händen zu greifen.

Die Arbeitsschritte an den beiden Arbeitsstationen werden vordefiniert und in einer Datenbank abgelegt. Startet der Mitarbeiter an einer Arbeitsstation über den Touchscreen den Montage-prozess, werden dort zu jedem Arbeitsschritt, die einzelnen Arbeitsanweisungen ausgegeben. Sobald das OAS einen Arbeitsschritt als „ok“ identifiziert, schließt es den Arbeitsschritt ab und ruft den nächsten Arbeitsschritt mit den dazugehörigen Arbeitsanweisungen auf. Wird der Arbeitsschritt wegen eines Greiffehlers als „nicht ok“ deklariert, fordert das System den Mitarbeiter dazu auf, den Fehler zu korrigieren. Zusätzlich ist das System mit einer Dokumentationsfunktion ausgestattet, die nach jedem abgeschlossenen Arbeitsschritt ein Foto erstellt und ein nachhaltiges wie durchgängiges Qualitätsmanagement ermöglicht.

Intelligente Entscheidungen
Um diese Prozessschritte durchführen zu können, muss OAS eine fortwährende handbasierte Analyse ausführen. Sie vergleicht die Ist-Handbewegungen je Arbeitsschritt mit den vordefinierten Soll-Handbewegungen. Auf diesem Weg kann das OAS intelligente Schluss-folgerungen ziehen und Entscheidungen treffen, ob der Arbeitsschritt „ok“ oder „nicht ok“ ist. Zukünftig soll das OAS über weitere Analyseebenen verfügen. Geplant sind eine bereichs-basierte sowie eine objektbasierte Analyse. Sie sollen weitere Dokumentations- und Messfunktionen initiieren und spezifische Anforderungen weiterer Branchen erschließen.

OAS eignet sich für den Dauereinsatz in nichtautomatisierten, manuellen Montageprozessen, die sich durch kleine Auftragsvolumen und häufige Produktwechsel auszeichnen. Installation und Programmierung des Systems sind denkbar einfach und können ohne Schulung vorgenommen werden. Die Inbetriebnahme erfolgt binnen weniger Stunden. Ab 2018 wird das OAS für alle Treston- Arbeitsplatzsysteme erhältlich sein.

Bild: 2D-Marker, die wie eine Uhr an beiden Handgelenken getragen werden, und Monitor unterstützen den Mitarbeiter Arbeitsschritt für Arbeitsschritt bei der manuellen Montage. Das erhöht die Effizienz und die Prozesssicherheit und reduziert Montagefehler auf ein Minimum. Bild: © Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF

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