Die Verschraubung der Pendelstütze in der Triebsatzvormontage ist eine ergonomisch ungünstige und anstrengende Routinearbeit. Denn das Bauteil, das bei Lastwechseln des Motors das Pendeln verhindert, liegt unterhalb vom Triebsatz – und damit an einer für den Menschen schwer zug?nglichen Stelle. Ein typischer Anwendungsfall für Roboterapplikationen, die darauf ausgelegt sind, mit Menschen zusammenzuarbeiten und sie bei solchen Arbeiten zu entlasten. VW begann ab Mitte 2015, den Prototyp einer solchen Automationsl?sung zu testen – das Modul ?bolt“ aus der KUKA flexFELLOW-Familie, basierend auf dem Leichtbauroboter LBR iiwa. Dabei handelt es sich um ein Komplettsystem für die Automatisierung manueller Schraubprozesse. Der gro?e Vorteil der mobilen Kleinstanlage: Sie l?sst sich nach Bedarf manuell an verschiedene Einsatzorte bringen. Anlagen lassen sich in fünf bis zehn Minuten in Betrieb nehmen, ohne dass die Linie aufw?ndig um- oder abgebaut werden muss. Im Kompetenzzentrum Technik und Innovation (KTI) im VW-Werk Wolfsburg wurde der KUKA flexFELLOW-bolt drei Monate erprobt und unter produktionsnahen Bedingungen zur Serienreife geführt. Seit Mitte Mai 2016 entlasten zwei Einheiten ihre menschlichen Kollegen an der Motorenaufrüstlinie für den Golf. Berührungs?ngste seitens der Mitarbeiter gab es keine. Dafür k?nnen Mensch und Roboter nun ihre jeweiligen St?rken voll ausspielen. Das Ergebnis: eine verkürzte Fertigungszeit.
Ergonomische, effiziente und sichere Montage
Die Komponenten für die Triebsatzmontage werden von fahrerlosen Transportsystemen (Automated Guided Vehicle, AGV) angeliefert. Dank seiner feinfühligen Eigenschaften kann der KUKA flexFELLOW selbst?ndig die Position der Schrauben ertasten – auch dann, wenn das AGV nicht zentimetergenau an der Arbeitsstation anh?lt. "Die Positionsungenauigkeit der Transportsysteme wird durch die Programmierung des LBR iiwa kompensiert und durch eine taktzeitoptimierte sensitive Suchfahrt ertastet", erl?utert Henning Borkeloh, Vice President Advanced Technology Solutions bei KUKA Systems. Die Mensch-Roboter-Kollaboration bedeutet ein gro?es Plus für die Ergonomie des Arbeitsplatzes, an dem die Mitarbeiter den Schrauber sonst in Knieh?he bedienen müssen. Anders als sonst üblich sind Mensch und Roboter dabei nicht durch einen Schutzzaun getrennt. W?hrend der Mitarbeiter den Starter verschraubt, arbeitet der KUKA flexFELLOW ganz in der N?he parallel am selben Triebsatz. Durch die Momentensensorik erkennt er, wenn er einen Menschen berührt und h?lt sofort an. Zus?tzliche Schutzsysteme sind nicht n?tig. Zudem sind die Werkzeuge entsprechend auf die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter ausgelegt. Da klassische Werkzeuge nur schwer oder mit reduzierter Geschwindigkeit eingesetzt werden k?nnen, entwickelte KUKA spezielle MRK-Applikationsmodule, die die notwendigen Sicherheitseigenschaften wie Abschaltfunktion, Steuerungsanbindung und Designmerkmale besitzen - wie der MRK-A-Schrauber, den der flexFELLOW-bolt bei der Triebvorsatzmontage verwendet. Dieser erfüllt die üblichen technischen Anforderungen, ist gleichzeitig aber leichter, runder und insgesamt sicherer als das regul?re Industrie-Pendant.
Kompakt und flexibel
Der KUKA flexFELLOW integriert alle notwendigen Komponenten: die kundenspezifische Robotersteuerung, eine Spannungsversorgung für den Schrauber, eine Ampel, um den Anlagenzustand zu visualisieren, sowie das Abschaltmodul. Dadurch ist er extrem kompakt. ?In der Automobilindustrie gibt es keinen Platz für externe Systeme mit gro?em Schutzzaun“, sagt Henning Borkeloh. ?Ein herk?mmlicher Industrieroboter würde bis zu fünfmal so viel Platz ben?tigen wie der flexFELLOW – VW h?tte die komplette Linie umbauen müssen.“ Hinzu kommt, dass es zunehmend wichtiger wird, eine breitere Variantenvielfalt zu bew?ltigen. Immer mehr Modelle laufen vom Band, der Produktlebenszyklus wird stetig kürzer. Anstatt eine Standardzelle abrei?en zu müssen, lassen sich aus mehreren flexFELLOW-Einheiten ganze Systeme zusammen- und schnell wieder umbauen. Damit ist es m?glich, Prozesse zu automatisieren, die weit über die konventionelle Industrierobotik hinausgehen. ?Wandlungsf?hige Montagesysteme mit MRK im Sinne der ?Leanproduction-Idee‘ statt gro?e Roboter hinter Z?unen, das ist unsere Vision“, so Henning Borkeloh.
