Automatisierte Spaltmessung in der Fließmontage
Mehr Effizienz durch Intelligenz
Die Effizienz am Fließband kann durch den Einsatz von intelligenten Leichtbaurobotern gesteigert werden. Durch optische Erfassung und haptische Sensorik passt sich der Leichtbauroboter bei Bandschwingungen oder Stopps automatisch an die neuen Begebenheiten an. Der benötigte Platz wird so verringert und die Arbeitssicherheit erhöht.
Um den Automatisierungsgrad zu erhöhen, müssen Lösungen entwickelt werden, in denen sich Mensch und Roboter den Arbeitsplatz auf engem Raum teilen. Einige Montageaufgaben mit immer wiederkehrenden Prozessschritten können einfach automatisiert werden. Die Herausforderung liegt allerdings in der Umsetzung von sicheren Mensch/Roboter-kollaborationsfähigen Anwendungen, bei denen sich die Roboter auf die Geschwindigkeiten der Fördersysteme anpassen und synchronisieren.
Effizienz am Fließband steigern
Die Fließbänder in den Montagehallen der Automobilhersteller bewegen teilmontierte Karosserien entlang der Bearbeitungsstraßen, während Monteure im Taktzeitbetrieb weitere Teile montieren oder Qualitätsmerkmale prüfen. Die Fließbandgeschwindigkeit ist dabei auf den menschlichen Takt angepasst. Der sensitive Leichtbauroboter Kuka LBR iiwa reagiert auf jegliche Berührung des Werkers sofort und kann sich situativ anpassen. Durch den intelligenten Arbeitsassistenten und Kollisionserkennung, ist das Arbeiten ohne Schutzzaun möglich. Um den Monteuren zusätzlichen Bewegungsfreiraum einzuräumen, sind die Siebenachs-Roboterarme auf einer sicheren Rückzugsvorrichtung montiert. Der Mensch kann den Leichtbauroboter so im Fall einer Störung einfach zur Seite schieben.
Synchronisation von Fließband und Roboter
„Darüber hinaus erlaubt die Sensitivität des Cobots den flexiblen Einsatz im Fließbetrieb, da sie Toleranzen ausgleicht.“, sagt Christian Landherr, Head of Final Assembly & Paintshop bei Kuka. Bei einem Fließband kommt es immer wieder zu Verzögerungen oder sogar Stopps, weil manuelle Eingriffe notwendig sind. Im normalen Automatisierungsprozess müssen Roboter bei einem Stopp neu kalibriert werden, bevor sie ihre Tätigkeit wieder aufnehmen. Der Kuka LBR iiwa besitzt eine intelligente Steuerungssoftware, die dem Leichtbauroboter eine konstante Verbindung zum Fließband bzw. zu den Montagewagen ermöglicht und damit genaue Informationen über deren Geschwindigkeit und Position liefert. Mittels dieser Informationen können die Roboter ihre Tätigkeiten dynamisch an den Fließbetrieb anpassen. „Die Messungen finden relativ zum Bauteil statt. So kann der Roboter vollkommen autonom im Fließbetrieb seine Messaufgabe durchführen.“, erklärt Otmar Honsberg, Head of Application Engineering bei Kuka. In Kombination mit der optischen Erfassung und seiner haptischen Sensorik passt sich der Leichtbauroboter bei Bandschwingungen oder Stopps automatisch an die neuen Begebenheiten an und führt seine Arbeiten nahtlos weiter durch.
Schnelle und einfache Stationserweiterung
An einer Bearbeitungsstation können z.B. zwei bis vier Roboter gleichzeitig Spaltmaße und Bündigkeit von Karosseriebauteilen messen und prüfen, während Werker gleichzeitig weitere Qualitätstests durchführen. Messköpfe können in die Anwendung integriert werden, die auch auf transparenten Materialien, wie Glas oder Kunststoff, das exakte Spaltmaß mittels Lasertechnik messen können. Industrieroboter beanspruchen durch die erforderlichen Sicherheitseinrichtungen viel Platz. Mit dem sensitiven Leichtbauroboter kann der Mensch dahingegen auf engem Raum sicher innerhalb desselben Arbeitsraums tätig sein. Eine nachträgliche Stationserweiterung im Messbetrieb kann durch die Vorkonfigurationsmöglichkeiten und den geringen Platzbedarf einfach und schnell erfolgen.
Intelligente Datenauswertung
Das Ergebnis einer Spaltmessstation mit Assembly-in-Motion-Technik sind zuverlässige Messwerte an einer bewegten Karosserie, und damit ein deutlicher Effizienzgewinn im Vergleich zu bisherigen manuellen Messungen. In Zukunft lassen sich durch die automatisierten Messstationen im Fließbetrieb sogar frühzeitig Rückschlüsse auf mögliche Fehler in der Produktion erkennen: „Messen die Roboter Veränderungen in den Spaltmaßen, können sie mit der entsprechend hinterlegten Prozesslogistik eigenständig auf mögliche Ursachen hinweisen.“, sagt Honsberg. So könnte z.B. ein vorzeitiger Verschleiß von Maschinen oder eine falsche Einstellung in der Produktion erkannt werden, bevor sie Auswirkungen auf den Produktionsprozess haben.