Preview zur 5. Fachkonferenz Roboter und Laser in der Automobilindustrie

Kollaboration, Digitalisierung und Flexibilität

Die 5. Fachkonferenz Roboter in der Automobilindustrie findet am 12. und 13. November in Schweinfurt statt, diesmal parallel zur Fachkonferenz Laser in der Automobilindustrie. Das Duo hat viele interessante Themen im Gepäck, darunter 5G in der Fahrzeugfertigung, Sicherheit, KI und Data Science sowie mobile Robotik und fahrerlose Transportsysteme. ROBOTIK UND PRODUKTION hat vorab bei den teilnehmenden Experten beider Konferenzen nachgefragt, was das Fachpublikum erwarten darf.

ROBOTIK UND PRODUKTION: Was wird Ihr Thema auf der diesjährigen Fachkonferenz sein?

Jörg Rommelfanger, ABB: Ich werde auf der Konferenz über Lösungen für die automatisierte Endmontage sprechen. Sie stellt aufgrund technischer Herausforderungen aktuell einen der am wenigsten automatisierten Bereiche der Automobilherstellung dar. Der Aufbau neuer Fertigungslinien, z.B. für die Produktion von Elektrofahrzeugen, bietet eine große Chance für die Automatisierung. Darin fließen auch neue Ideen für die Fabrik der Zukunft ein.

Otmar Honsberg, Kuka: Der Titel meiner Präsentation lautet ‚Assembly in Motion – Roboterinnovation in Verbindung mit Mensch/Roboter-Kollaboration (MRK)‘. MRK dürfte vielen in der Automobilindustrie ein Begriff sein. Das Softwarepaket Assembly in Motion erlaubt jetzt die Anwendung der MRK-Technologie im Fließbetrieb. Speziell in der Endmontage wird genau diese Funktion benötigt.

Carsten Busch, Denso: In unserem Vortrag werden die Aspekte der sicheren Mensch/Roboter- Kollaboration und intuitiven Applikationserstellung vorgestellt, zudem die Vorteile der kompakten Leichtbau-Cobot-Architektur in Kombination mit mobiler Robotik sowie einer flexiblen Benutzerumgebung durch offene Plattformen. Ein weiterer Aspekt ist die Einbindung der kollaborativen sowie der allgemeinen Robotik in ein umfassendes IoT System.

Meinhard Lutsch/Martin Wurst, Dürr: Wir werden die IIoT-Lösung DXQequipment.analytics vorstellen. Das modulare Softwarepaket dient der Steigerung der Effizienz und Transparenz im gesamten Lackierprozess und unterstützt unsere Kunden bei der Prozessoptimierung, Fehlersuche und Wartung. Indem das Tool permanent Prozess- und Bewegungsdaten in Echtzeit aufzeichnet, ermöglicht es detaillierte Auswertungen sowohl der historischen als auch der aktuellen Daten.

Christian Elsner, Daimler: Ich werde über innovative Laseranwendungen im Antriebsstrang sprechen und Beispiele aus konventionellen und alternativen Antrieben geben.
xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Thomas Flaig, Cenit: Auf der diesjährigen Fachkonferenz werden wir gemeinsam mit Jenoptik den Serieneinsatz von Roboterlaseranlagen für den Beschnitt von hochfesten Karosserieteilen vorstellen. Technologisches Highlight ist der Einsatz von Robotern mit interner Laserführung, die es erlaubt, den Bauraum der Anlage stark zu reduzieren. Mit unserer Robotersimulations- und Offlineprogrammierlösung kann zudem bereits vor Erstellung einer Vorrichtung die bestmögliche Bauteillage im Maschinenraum bestimmt werden.

Dr. Dimitrij Walter, Manz: Wir führen gerade ein Prozessüberwachungssystem für das Remote-Schweißen von Batteriekontaktierungen in Massenfertigung ein. Weitere Themen sind hochdurchsatzfähige, flexible Laser-Notching-Maschinen zum Laserschneiden von Anoden sowie Kathodenmaterialien im Roll2Roll-Prozess. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Jörg Radzej, Panasonic: Wir stellen ein technisches Konzept vor, das einen Direct Diode Laser (DDL) mit einem Schweißroboter und einer gemeinsamen Steuerung kombiniert. Das Ziel ist ein hervorragendes Laserschweißergebnis, sowohl in Bezug auf Geschwindigkeit und Einbrandtiefe, als auch auf die Realisierung der geforderten geometrischen Komplexität bei einfacher Bedienbarkeit.

Michael Ungers, Scansonic: Unser Thema ist die Serienintegration einer online-Prozessüberwachung für das Laserstrahlhartlöten zur Aufzeichnung und zum Verbessern von Prozessparametern sowie zum automatisierten Erkennen von Prozessunregelmäßigkeiten. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

Andreas Müllegger, Trumpf: Ich werde aufzeigen, warum der Laser eine Schlüsseltechnologie ist für die aktuellen und vor allem auch zukünftigen Herausforderungen in der Automobilindustrie. Sowohl bei elektrisch als auch konventionell angetriebenen Fahrzeugen spielen laserbasierte Prozesse eine zentrale Rolle, z.B. um hybride Module für den Karosserieleichtbau mit Funktionsintegration herzustellen.ROBOTIK UND PRODUKTION: Wo sehen Sie aktuell bei Robotern in der Automobilindustrie die größten Veränderungen und Herausforderungen? Wo beim Thema Laser?

Rommelfanger, ABB: Stichwort Elektromobilität: Automobilhersteller müssen komplexe Automationsanlagen auf neuartige Fahrzeugkonzepte ausrichten, gleichzeitig jedoch auch ausreichend Flexibilität und Skalierbarkeit für eine vielversprechende, aber unvorhersehbare Zukunft der Elektromobilität einplanen. Generell fertigen Automobilhersteller heute geringere Volumen eines Typs, fahren aber einen hohen Produktmix in immer kürzeren Zyklen. Die Fabrik der Zukunft setzt daher auf Kollaboration, Digitalisierung und einen flexibleren sowie einfachen Einsatz verschiedener Robotertypen.

Lutsch/Wurst, Dürr: Wir beobachten, dass Roboter in der Automobilindustrie für immer mehr Umfänge eingesetzt werden. Ermöglicht wird das mit Hilfe von künstlicher Intelligenz, maschinellem Lernen und integrierter Sensorik. Zusätzlich bietet beides die Basis für neue, effiziente Programmierkonzepte bei gleichzeitig reduziertem Aufwand für den Anlagenbediener. Außerdem sehen wir den erweiterten Einsatz von MRK auch für den Schwerlastbereich. Als größte Herausforderung sehen wir die Implementierung dieser Veränderungen vor dem Hintergrund der erforderlichen Sicherheit, Stichwort Safe Robotics.

Flaig, Cenit: Wir sehen drei Aspekte als richtungsbestimmend: Zum einen geht es um die Entwicklungshistorie von Industrierobotern und Industrielasern. Der zweite Aspekt ist die Entwicklung in der Automobilindustrie hin zu neuen Karosseriekonzepten unter Nutzung von innenhochdruckgeformter oder pressgehärteter Bauteilen, die neue Bearbeitungsverfahren und Fügetechnologien erfordern. Diese Bauteile können meist nicht mehr gestanzt werden, sondern müssen beschnitten werden, was mit Industrielasern einfach und präzise realisiert werden kann. Der dritte und letzte Aspekt ist die steigende Varianz und Flexibilität im Fahrzeugbau. Die Kombination von Industrierobotern und laserbasierten Fertigungsverfahren bieten hierbei die erforderliche Flexibilität und Agilität und ist daher der Favorit der Automobilbauer.

Busch, Denso: Zunehmend ist die Automobilbranche mit dem Wunsch der Kunden nach Individualität konfrontiert, das heißt der Wechsel von einheitlicher Massenproduktion hin zur kundenspezifischen Vielfalt und Einzellösung. Diese lässt sich aber nur durch eine Kombination von Mensch und Roboter realisieren. Hierbei übernimmt der Roboter die monotonen und körperlich anstrengenden Arbeiten, während der Mensch die komplexen und hochflexiblen Aufgaben angeht.

Elsner, Daimler: Es gibt deutlich mehr Laseranbieter im High-Power-Bereich weltweit als noch vor einigen Jahren. Für viele Anwendungen stehen heute die jeweils passenden Lasersysteme, was Leistung und Strahlqualität betrifft, zur Verfügung. Es wird aber zunehmend schwieriger, die Leistung auch auf die Straße, das heißt in die Bearbeitungsmaschine zu bringen. Zudem werden Online- und Inline-Qualitätssicherungskonzepte und -systeme immer wichtiger, weil vieles manuell und visuell nicht mehr überprüft werden kann. Es fehlen noch einheitliche Standards, vor allem was die Maschinenintegration betrifft. Aktuell gibt es eher Sonderlösungen für unterschiedliche Applikationen.

Honsberg, Kuka: Im Karosseriebau gibt es einen Automatisierungsgrad von über 90 Prozent. Im Bereich der Endmontage ist der Automatisierungsgrad jedoch deutlich geringer. Der Fließbetrieb, die oftmals undefinierte Bauteillage sowie die Tatsache, dass sich ständig Werker in diesem Bereich aufhalten, haben eine Automatisierung bisher häufig unmöglich gemacht. Hier haben wir mit dem LBR iiwa ein Alleinstellungsmerkmal, weil wir mit diesem eine Technologie anbieten, die genau das kann: an einem sich bewegenden Bauteil in unbekannter Lage gemeinsam mit dem Werker zu arbeiten.

Walter, Manz: Mit dem Wandel der Antriebsform – weg von Verbrennungsmotoren hin zu elektrisch angetriebenen Fahrzeugen – setzt eine signifikante Veränderung an verwendeten Materialien sowie erforderlichen Laserprozessen ein. In diesem Zusammenhang stellt das Laserstrahlschweißen von metallischen Mischverbindungen bei der Zellkontaktierung ein sehr gutes Beispiel dar. In diesem Fall müssen hunderte von Schweißpunkten mit kontrollierter Einschweißtiefe und herausragender Qualität realisiert werden. Das erfordert neue Ansätze, sowohl auf der Seite der Entwicklung von Laserstrahlquellen als auch bei Prozessführung und Anlagenbau.

Radzej, Panasonic: Die aktuellen und zukünftigen Anforderungen bezüglich Schnittstellen (OPCUA), Veränderungen bezüglich des 5G-Standards, IoT und weitere Vorbereitungen für die Industrie 4.0 – in diesem Themenkomplex werden Roboter, künstliche Intelligenz, aber auch der Laser in allen möglichen technischen Einsatzmöglichkeiten eine zunehmende Rolle spielen. Auch Panasonic ist unter anderem mit den Smart Factory Solutions dabei, sich dieser Thematik zu widmen.

Müllegger, Trumpf: Der Wandel hin zur Elektromobilität ist in vollem Gange und führt zu massiven Entwicklungs- und Investitionsanstrengungen der OEMs. Es kommen neue Komponenten hinzu wie Batterie, elektrischer Antrieb und Hochleistungselektronik. Bei allen drei Komponenten ist Lasertechnik die Schlüsseltechnologie für eine effiziente Massenproduktion. Eine der Herausforderungen wird sein, bei der Prozessentwicklung und Produktionsstruktur die Weichen so zu stellen, dass sich die große Anzahl an möglichen Antriebsvarianten effizient produzieren lässt.

Ungers, Scansonic: Die Lasertechnologie ist für die klassischen Anwendungen im Karosseriebau gut verstanden und bereits flächendeckend im Einsatz. Neue Herausforderungen ergeben sich durch neue Fahrzeugkonzepte im Bereich der Elektromobilität. Hier werden neue Fügeapplikationen etabliert werden müssen, wie z.B. das Fügen von Batteriekästen oder das prozesssichere Schweißen von Kupfer-Hairpins.ROBOTIK UND PRODUKTION: Welche Anforderungen stellen Sie an moderne Roboter bzw. Lasersysteme der Zukunft? Gibt es bereits Lösungen oder Lösungsideen?

Flaig, Cenit: Eine Grundvoraussetzung für den effektiven Einsatz der Kombination aus Industrieroboter und laserbasierten Fertigungsverfahren sehen wir nicht nur im Anlagenbau, sondern auch in der Fähigkeit, diese Roboteranlagen genauso wie konventionelle Applikationen in die bestehenden Engineering-, Planungs- und Programmierprozesse zu integrieren. Das ist für uns die Motivation, die Programmier- und Simulationssoftware in den Fokus unserer Aktivitäten zu stellen.

Radzej, Panasonic: Die weitere Vernetzung und intermaschinelle Kommunikation – wie bereits durch 5G angedacht – wird zukünftig vorangetrieben. Ebenso die weitere Digitalisierung und Datenerfassung bzw. Auswertung, um Produktionen und Service/Wartung zu verbessern. Ziel ist es hierbei, die unproduktiven Zeiten zu reduzieren. Hier liegt noch eine Menge Einsparpotenzial, nicht nur monetär, sondern auch in Bezug auf CO2-Emissionen. In diesem Zusammenhang ist der Fokus auf hohe Energieeffizienz bei bestmöglicher Strahlqualität eine weitere Herausforderung für wirtschaftliche Verfahren in der Lasertechnik.

Busch, Denso: In vielen Bereichen der Automobil- und Tier1-Industrie lässt sich ein relativ großer Teil der Fertigungsaufgaben nach wie vor nicht sinnvoll automatisieren. Kollaborative Roboter, die flexibel einsetzbar sowie in weniger strukturierten Umgebung einfach zu integrieren sind und schnelle Anwendungswechsel ermöglichen, sind auf dem Vormarsch und erfreuen sich immer größerer Beliebtheit. Wesentliche Anforderung an Cobots bestehen in der Erfüllung der Sicherheitsanforderungen, einer intuitiven Applikationserstellung und Benutzerführung, der Flexibilität in Bezug auf Wechsel der Applikation und Arbeitsplätze sowie einer offenen Plattform und Anbindung von IoT. Eine Lösung, die diese Anforderungen erfüllt, ist der kollaborative Roboter Cobotta.

Ungers, Scansonic: Moderne Lasersysteme sollten die Vorteile von Industrie 4.0 aufgreifen und dafür sorgen, dass immer komplexer werdende Fertigungsanlagen auch für Fachkräfte ohne Expertenwissen beherrschbar bleiben. Die automatisierte Erfassung von Prozessdaten, eine ergebnisorientierte Vorverarbeitung durch intelligente Systemtechnik und eine endanwendergerechte Aufbereitung der Daten sollte hierbei im Vordergrund der Entwicklung stehen.

Rommelfanger, ABB: Die Trends Kollaboration, Digitalisierung und Vereinfachung – in allen Phasen der Produktion – sind unser Fokus. Dafür haben wir einen neuen, intelligenten Designansatz entwickelt, der es uns ermöglicht, eine größere Vielfalt an Roboterfamilien, -varianten sowie Bewegungssteuerungen für sämtliche sowie künftige Einsatzszenarien unserer Kunden auf den Markt zu bringen. Automobilkunden unterstützen wir auch beim Schritt in Richtung Elektromobilität. Neue Steuerungen und Vision-Systeme ermöglichen die Montage von Türen, Cockpits, Sitzen, Teppichen oder Stoßfängern auf beweglichen Förderbändern oder FTS.

Walter, Manz: Durch die Zunahme der Vielfalt von Materialkombinationen, die das Zeitalter der Elektromobilität mit sich bringt, benötigen wir als Hightech-Maschinenbauer möglichst flexible Laserstrahlquellen. Das ist sowohl auf die emittierende Wellenlänge der Laserstrahlung als auch auf variable Pulsdauer bei gepulsten Systemen zu beziehen.

Lutsch/Wurst, Dürr: Der Bedarf an hoch flexiblen Anlagen erfordert Robotersysteme, die sich an geänderte Prozessanforderungen automatisch anpassen. Ermöglicht wird das z.B. durch den Einsatz von autonomen und teilweise mobilen Robotern. Für den Anwender soll die Nutzung von Robotern so einfach werden, dass auch Nichtspezialisten damit zurechtkommen. Das kann bei der Programmierung beginnen und über die Prozessoptimierung bis zur geführten Instandhaltung gehen. Z.B. könnte die Programmierung der Roboter weitestgehend entfallen, wenn diese aus den gestellten Aufgaben automatisch generiert wird. Einen Weg, den wir sehen, um die beschriebenen Anforderungen umzusetzen, ist der verstärkte Einsatz von KI und Maschinenlernen.

Elsner, Daimler: Ein wichtiger Punkt ist die schnellere Integration aller Komponenten (Hard- und Software) in Anlagen- und Fertigungslinien mithilfe von standardisierten Schnittstellen und Baukastensystemen. Außerdem relevant sind Fernwartung und Diagnose aller Komponenten im optischen Weg, also auch Optiken oder Sensoren über eine Schnittstelle.

Müllegger, Trumpf: Moderne Lasersysteme bestehen aus unterschiedlichen Modulen und stellen ein komplexes Gesamtsystem dar. Integrierte Lösungen aus einer Hand sind die Basis, um flexibel und in kurzer Zeit auf neue Anforderungen eingehen zu können. Die Elektromobilität verbindet alte mit neuen Herausforderungen. Das erfordert neue Fertigungsverfahren, die z.B. mit Unterstützung von künstlicher Intelligenz möglich werden. KI dürfte unsere Produktions- und Qualitätssicherungsprozesse künftig stark verbessern.

Honsberg, Kuka: Im Fokus unserer Kunden steht das Thema Easy-to-use. Automatisierungstechnik soll einfach zu bedienen sein. Zusatzsensorik soll sich gut und einfach integrieren lassen. Standardisierte Schnittstellen sollen nach dem Plug&Play-Prinzip funktionieren und intelligente Sicherheitsfunktionen sollen neue Applikationen in Bereichen ermöglichen, die bisher von Automatisierung ausgeschlossen waren. (fiz)