Cobots verbessern die Ergonomie und den Durchsatz, indem sie sich wiederholende Aufgaben in der Keramikfabrik erledigen

Pentik Oy

Kurz gesagt

Pentik, die nördlichste Keramikfabrik der Welt mit Sitz in Posio, Finnland, wollte ihre Produktion mit hohem Mix und geringen Stückzahlen automatisieren, ohne ihre handwerkliche Identität zu verlieren. Das Unternehmen entschied sich für zwei kollaborative Roboter UR10 von Universal Robots, um die schweren, sich wiederholenden Aufgaben der Verglasung und des Formens von Geschirr zu ersetzen und ein einheitliches Ergebnis zu gewährleisten, das auch die Ergonomie der Mitarbeiter von Pentik verbessert. Die cobots arbeiten jetzt mit Menschen zusammen und liefern den gleichen Hauch von menschlichem Handwerk wie zuvor, während sie die Arbeitseffizienz am Arbeitsplatz verzehnfachen.

Fast alle Keramikfabriken in westlichen Ländern haben ihre Massenproduktion in kostengünstige Regionen verlagert. Die Keramikkünstlerin Anu Pentik, die Pentik 1971 gründete, verteidigt stolz die Handwerkskunst. Sein Unternehmen wollte gegen den Strom schwimmen, indem es alle seine Keramikprodukte in Posio, einer finnischen Gemeinde, die nur wenige Kilometer südlich des Polarkreises liegt, herstellte.

Die Geschäftstransformation

Die Herstellung von Keramik ist Handarbeit. Wenn ein Arbeiter Geschirr glasiert und Geschirr mit einem Werkzeug formt, wird er die gleiche Aufgabe hunderte Male am Tag wiederholen. Aufgaben, die für die Hände, Schultern und Rücken der Arbeiter schwer sind.

Pentik wollte eine Lösung finden, die eine Produktionsautomatisierung ermöglicht und gleichzeitig die Fähigkeiten erfahrener Mitarbeiter für Aufgaben mit höherem Mehrwert wie die Qualitätskontrolle nutzt. Die Befreiung der Arbeitnehmer von ergonomisch unfreundlichen, monotonen Aufgaben würde auch das Image des Arbeitgebers verbessern.

Pentik OY

Industrie Plastic and Polymers

Land Europe

Anzahl der Mitarbeiter 100-500

Cobots verwendet UR10

Video — Pentik Oy, Finnland

Wie sie es gemacht haben

Es gibt über tausend Pentik-Keramikdesigns mit geringen Produktionszahlen. Ein traditioneller Industrieroboter war daher keine praktikable Lösung, da er normalerweise in Käfigzellen verschraubt bleibt, die nur einer Aufgabe gewidmet sind. Pentik stellt sein Geschirr aus englischem Ton her. Das Material ist wie getrocknetes Plastilin (kittartiges Modelliermaterial). Vor dem Brennen sind die Stücke zerbrechlich. Die automatisierte Maschine muss schonend arbeiten und ihre Bewegungen möglichst identisch wiederholen können. Selbst die kleinsten Einbuchtungen oder Vertiefungen, die zu Beginn des Prozesses gemacht werden, können einen Artikel zweitklassig machen, da das Brennen nur Fehler verschlimmert. Der kollaborative Roboter erfüllt diese Anforderungen gut.

Pentik begann mit der Entwicklung der cobot Anwendungen mit der Oulu University of Applied Sciences (Oamk). Der damalige Projektingenieur von Oamk und derzeitige Fabrikleiter von Pentik, Lassi Kaivosoja, leitete die Studenten an, zwei kollaborative Roboterzellen zum Verglasen und Formen des Geschirrs zu entwerfen. Der erste cobot, der UR10e cobot bildet "Dellen" in Geschirrteller. Die Signatur der Kallio-Platte sind ihre unebenen Kanten, die schwer von Hand herzustellen waren. Kaivosoja entwarf den cobot stattdessen für diese Arbeit.

Durch die Einführung des cobot zur Automatisierung einiger der ergonomisch anspruchsvolleren und wiederholbareren Produktionsaufgaben ist das Unternehmen in der Lage, seine Tradition beizubehalten und den Durchsatz zu verbessern.

Lassi Kaivosoja, Factory manager, Pentik

Präzise Genauigkeit

Die Dellen werden mit zwei 40 mm nassen Orbitalschleifschwämmen hergestellt. In der Plattenfertigzelle nimmt der cobot das Geschirr von einer automatischen Formlinie auf und legt es dann - je nach Produkt - entweder an einen horizontalen oder vertikalen Schleifschwamm, der zur Formung verwendet wird. Laut Lassi Kaivosoja bestand die größte Herausforderung darin, den genauen Druck zu bestimmen, damit der cobot bei der Arbeit mit Ton die gewünschte Form erzeugen kann.

Programmanpassungen

Schleifschwämme sind federnd, so dass ihr Druck nicht überwacht wird. Mit ein wenig Test hat der Programmierer es an den nötigen Druck für die Creme-Produktion von Pentik angepasst. Die Vakuumgreifer umfassen einen Motor mit einem Kegelradgetriebe und einem pneumatischen Schleifring. Diese ermöglichen die unbegrenzte und programmierbare Rotation des Saugnapfes.

In guten Händen

Der zweite UR10 cobot konzentriert sich auf die Verglasung des Geschirrs. Das Geschirr wird in Glasur getaucht, was dem Artikel beim Brennen eine harte und glänzende Beschichtung verleiht.

Vor der Ankunft des cobot wurde dieser Teil des Prozesses von einem Menschen durchgeführt. Das Geschirr der cobots musste die Handschrift bewahren. Der Roboter nimmt den Artikel mit einem selbstgebauten Vakuumgreifer aus dem Tray. Die Ablage verfügt über einen Sensor, der sicherstellt, dass der Artikel an Ort und Stelle ist. Das Vakuum wird durch einen intelligenten Vakuumejektor erzeugt. Er erkennt die Stärke des Vakuums und schaltet die Absaugung automatisch ab, wenn das gewünschte Vakuum erreicht ist.

Der cobot senkt die Keramikstücke in die Glasurmischung. Nach dem Eintauchen legt der Roboter den Artikel auf einen von zwei Ablagepunkten. Wenn die Ablagepunkte voll sind, wartet der Roboter. „Der cobot imitiert die Bewegungen der Hände von Inkeri, einem geliebten Arbeiter, der 30 Jahre lang für diesen Prozess verantwortlich war“, erklärt Kaivosoja.

Ein Mitarbeiter nimmt das Stück von der Ablagestelle und prüft seine Qualität. Sie wischen überschüssige Glasur von der Unterseite des Stücks ab, damit es nicht an der Feuerungsausrüstung hängen bleibt. Schließlich legt der Mitarbeiter das Keramikstück auf einen Wagen, um auf das Brennen im Ofen zu warten. Nachdem das Stück gebrannt wurde, hat es eine harte, haltbare Oberfläche.