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Mobile Einheit misst sich selbst ein und findet Schraubstellen – kein Schutzzaun notwendig

Feinfühliger und flexibler Roboter verschraubt Geschirrspüler-Pumpen

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In der Produktion von Geschirrspülern kommt bei BSH Hausgeräte in Dillingen ein Flexfellow von Kuka Systems zum Einsatz. Der feinfühlige Roboterkollege kümmert sich um die Montage der Pumpentöpfe in der Fertigungslinie und dreht innerhalb von 16 Sekunden vier Schrauben ein. Auch Siemens setzt bei der Elektromotorenproduktion in Bad Neustadt auf eine solche flexible und sensitive Montageinheit.

In Europas größtem und modernsten BSH-Werk für Geschirrspülmaschinen laufen an sieben Linien täglich im Zweischichtbetrieb rund 10 000 Maschinen vom Band. Mithelfen soll dabei künftig auch der Flexfellow. In einer Pilotanlage wurde sein Einsatz über mehrere Monate erfolgreich getestet. Seine Vorteile: Er ist flexibel, sensitiv und immer dann einsatzfähig, wenn er gebraucht wird.

Eingesetzt wird er zum Verschrauben der Pumpentöpfe im Spülbehälter. Die ortsflexible Robotereinheit, basierend auf dem Leichtbauroboter LBR iiwa, verschraubt dabei innerhalb von 16 Sekunden vier Schrauben. Das von Weber Schraubautomaten entwickelte Montagewerkzeug sorgt automatisch dafür, dass die Schrauben vereinzelt werden und dem Leichtbauroboter nach und nach zur Verfügung stehen.
Durch seine feinfühligen Eigenschaften kann der Flexfellow sich selbstständig an seiner Arbeitsstation einmessen, über einen Suchlaufmodus die Schraubstellen finden und die vier Schrauben fest eindrehen. Die Sensitivität des Leichtbauroboters sorgt auch für Sicherheit. Der Werker kann während des Betriebs an den Roboter herantreten und den Prozess beobachten. Trennende Schutzzäune sind nicht notwendig.
Die große Herausforderung bei der Anlagenkonzipierung bestand darin, die Automationslösung in die bestehende Montagelinie zu integrieren. ohne den manuellen Arbeitsplatz zu verändern. „Im Gegensatz zur klassischen Vollautomationslösung, bei der die gesamte Anlage neu geplant und gebaut wird, mussten wir die vorgegebenen Platzgegebenheiten berücksichtigen“, erklärt Henning Borkeloh, Leiter des Bereichs Advanced Technology Solutions.
Da die Fertigung vorher manuell durch einen Werker übernommen wurde, musste man sich zum Beispiel mit ungenau positionierten Bauteilen auseinandersetzen. Durch seine sensitiven und feinfühligen Eigenschaften erkennt der Flexfellow, wenn beispielsweise ein Pumpentopfbauteil nicht richtig aufliegt und drückt dieses dann auch nach.
Die Automation sorgt auch für eine Entlastung der Werker: Das Verschrauben der Pumpentöpfe ist eine ergonomisch ungünstige Tätigkeit, da sich der Mitarbeiter zum Verschrauben in den Spülbehälter beugen muss. Nun übernimmt der mechanische Assistent den monotonen Prozessschritt. Neben der Entlastung des Werkers bringt der Roboterkollege noch einen weiteren Vorteil, denn er dokumentiert seine Arbeit und gibt Meldung, ob eine i.O.-Verschraubung vorliegt oder nicht.
Borkeloh: „Bisher haben wir ausschließlich positives Feedback erhalten. Deshalb sind wir guter Dinge, dass unsere Automationslösung bald ein fester Bestandteil in der Geschirrspüler-Produktion sein wird.“
Auch Siemens setzt bei der Elektromotorenproduktion in Bad Neustadt auf eine solche flexible und sensitive Montageeinheit, um die bisher von Hand ausgeführte, einfache Tätigkeit der Weitergabe und Platzierung von Statoren zu automatisieren. Dabei sollte eine dauerhafte Zugänglichkeit des Werkraumes für den Menschen gewährleistet sein.
In der Lead Factory an der Saale übernimmt daher der sensitive Leichtbauroboter LBR iiwa auf seinem ortsflexiblen Wagen die Aufgabe, zu bearbeitende Teil zu entnehmen und einer Drehmaschine zuzuführen. Als flexibler Springer wird das System auch für die Qualitätsprüfung eingesetzt. Dank vernetzter Technologie lässt sich mit Hilfe der Vermessung für jedes Bauteil sofort eine gegebenenfalls notwendige Korrektur durchführen.
Teile, die in der Maschine nachjustiert werden müssen, gelangen in eine Zwischenablage, eine sogenannte MRK-Zone (Mensch-Roboter-Kollaboration). Der Werker kann sich hier gemeinsam mit der ortsflexiblen Robotereinheit aufhalten und im Bedarfsfall Teile entnehmen und verändern. Schutzzäune können, dank der MRK-Möglichkeit, entfallen und so der Platzbedarf für die Automatisierung deutlich reduziert werden. „Das Projekt war sehr erfolgreich für uns. Wir stehen kurz vor der Auslieferung von zwei weiteren Flexfellows, die das Werk an der Saale zukünftig beim Bau von Elektromotoren unterstützen dürfen“, so Borkeloh.
Kuka Systems GmbH www.kuka-systems.com
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