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Ausgewählte Ausgabe: 04-2017 Ansicht: Modernes Layout
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MRK-Lösung beim Automobilhersteller

Die Mitarbeiter im BMW Group-Werk Dingolfing haben einen neuen, sensitiven Assistenten. Der Leichtbauroboter entlastet sie vor allem bei monotoner und körperlich anstrengender Arbeit. Früher mussten sie Ausgleichsgehäuse für Vorderachsgetriebe alleine heben und fügen, heute passiert das gemeinsam auf engem Raum „Hand in Hand“ mit dem Roboterassistenten: ohne Schutzzäune oder zusätzliche Sicherheitstechnik. Die Automatisierungsspezialisten von Kuka Systems realisierten die Lösung in Form einer Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK).


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Bild 1.
Gefahrlos: Der Greifer als Endeffektor des Roboters ist für ein sicheres und verletzungsfreies Arbeiten mit einer kantenfreien, abgerundeten MRK (Mensch-Roboter-Kollaboration)-Hülle versehen.

Die Experten haben für diese Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) eine besonders platzsparende Anlage mit hängender Montage konzipiert. Sie ließ sich in die bestehende Produktionslinie ohne Umgestaltung integrieren. Rund ein Jahr haben die Spezialisten aus dem Applikation-Engineering-Team von Kuka Systems gemeinsam mit den Kollegen bei BMW an dieser MRK-Lösung getüftelt – anfangs als Machbarkeitsuntersuchung bei Kuka in Augsburg, später als Betriebsversuch im Werk in Dingolfing. Seit Juni 2016 läuft die Anlage im regulären Produktionsbetrieb. Während die BMW-Mitarbeiter früher bei der Montage der Vorderachsgetriebe bis zu 5,5 kg schwere und nicht einfach zu greifende Ausgleichsgehäuse heben und millimetergenau einpassen mussten, übernimmt nun der Leichtbauroboter „LBR iiwa“ diese ergonomisch anspruchsvolle Arbeit, Bild 1.

Deckenmontage spart Platz

Eine besondere Herausforderung bei der Entwicklung dieser Anlage war der geringe Platz, welcher für die MRK-Konstruktion zur Verfügung stand. Die Automationslösung musste sich räumlich in die Produktionslinie einfügen, an der Vorderachsgetriebe für unterschiedliche Baureihen mit Allradantrieb montiert werden. „Im Gegensatz zur klassischen Vollautomationslösung, bei der wir die Anlage komplett neu planen und bauen, bestimmten hier die vorgegebenen Platzverhältnisse das Layout“, erklärt Jürgen Seifert, Projektleiter für sensitive Robotik bei Kuka Systems.

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Bild 2.
Ergonomisch zu mehr Qualität: Mensch und Roboter fügen mit der Automationslösung gemeinsam Ausgleichsgehäuse für die Vorderachsgetriebe.

Zwischen den vor- und nachgelagerten Stationen, in denen weitere Kuka-Roboter vollautomatisiert arbeiten, blieb nur der Raum, den der manuelle Arbeitsplatz einnimmt, Bild 2. „Darum konnten wir kein Standardprodukt wie den ‚Kuka flexFellow‘ einsetzen, sondern mussten eine andere Alternative für diesen Bereich finden.“

Platzsparend und ergonomisch

Die von Kuka Systems entwickelte Lösung umfasst eine schlanke Stahlbaukonstruktion in Form eines „Galgens“, an der ein feinfühliger Leichtbauroboter befestigt ist, Bild 3. Der LBR iiwa kann aufgrund dessen hängend arbeiten – das spart Platz. Da bei diesem Leichtbauroboter die Gelenk-Momenten-Sensorik in jeder seiner sieben Achsen steckt, sind externe Sensoren nicht erforderlich. Diese Eigenschaft und der konsequente Leichtbau gestatten zudem eine hängende Arbeitsweise.

Bild 3.  Platzsparend: Die Anlage musste sich räumlich in die Produktionslinie einfügen. Umgesetzt wurde das Konzept mit einem hängend arbeitenden Leichtbauroboter „LBR iiwa“ von Kuka.

Bild 3.
Platzsparend: Die Anlage musste sich räumlich in die Produktionslinie einfügen. Umgesetzt wurde das Konzept mit einem hängend arbeitenden Leichtbauroboter „LBR iiwa“ von Kuka.


Zusätzlich wurde der Greifer als Endeffektor des Roboters mit einer kantenfreien und abgerundeten MRK-Hülle versehen, sodass auch dieser MRK-fähig und der Werker jederzeit vor Verletzungen geschützt ist. Darüber hinaus fand der kompakte Steuerschrank in der bestehenden Produktionslinie Platz und sorgt für die Schnittstelle zur Anlagensteuerung.

Seite des Artikels
Autoren

 Josephin Schmidt

arbeitet im Bereich Marketing – Unternehmenskommunikation bei Kuka Systems in Augsburg.

Gemeinsam...

... zu noch besserer Qualität

Mensch und Roboter fügen nun gemeinsam die Ausgleichsgehäuse für Vorderachsgetriebe – in weniger als einer halben Minute. Dabei werden die Komponenten über eine  Förderstrecke  mit  Friktionsrollen  automatisch  zur  Anlage  gebracht  und  vom Menschen vorbereitet. Er legt sämtliche kleinen und leichten Teile wie Ausgleichsscheiben und Kugellager in das Getriebegehäuse (Aluminium-Druckguss) und in den -deckel.  Per  Knopfdruck  aktiviert  er  anschließend  den  Roboter,  der  das  schwere Ausgleichsgehäuse vorsichtig einpasst. Dabei kommt es vor allem auf dessen feinfühlige Eigenschaften an, denn die sensiblen Zahnflanken dürfen beim Einkämmen der  Zahnräder  nicht  durch  einen  Stoß  beschädigt  werden.  Danach  befestigt  der Werker den Deckel des Getriebes.

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