Mensch-Roboter-Kooperation bei der Ventilmontage

Mitarbeiter und Roboter teilen sich Arbeitsraum

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Quasi mit Bordmitteln hat die Weiss Kunststoffverarbeitung eine Zelle entwickelt, bei der sich der Bediener und der Roboter die komplexe Montage eines miniaturisierten Sicherheitsventils teilen.

Die Kunststoffverarbeitung wandelt sich: Die Kunden wünschen immer häufiger nicht nur Spritzgussteile, sondern komplette, einbaufertige Komponenten. Daher ist der Montagebereich bei der Weiss Kunststoffverarbeitung in den vergangenen Jahren stetig gewachsen. Als engineering-orientiertes Unternehmen verfolgt Weiss das Ziel, auch in diesem Bereich die neuesten Trends zu nutzen.

Die aktuelle Roboterzelle im Werk Illertissen ist dafür ein gutes Beispiel. In der Zelle wird ein nur 15 mm hohes Sicherheitsventil montiert, wobei neben Spritzgussteilen auch filigrane Metallteile wie Federn, Scheiben, Ventilstößel und Kugeln verwendet werden. Dabei haben die Montage-Experten das Prinzip der Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter in die Praxis umgesetzt. Robert Heller, bei Weiss verantwortlich für die Konstruktion der Produktions- und Automatisierungstechnik: „Der Roboter arbeitet sehr exakt und ermüdungsfrei, während der Werker zwar Fehler machen kann, aber flexibler ist.“

Daher ist die Zelle so konstruiert, dass Mensch und Roboter ihre jeweiligen Stärken ausspielen können. Im ersten Schritt setzt der Werker, der vor der Zelle steht, die zentralen Komponenten in einer Montagevorrichtung zusammen. Dann übernimmt der Roboter in der Zelle. Er legt weitere Kleinteile – zum Beispiel eine sehr kleine Kugel – ein. Der Werker gibt dann das Signal zum Zusammenpressen der Teile, das pneumatisch über einen Zylinder erfolgt.

Nun ist wieder der Roboter an der Reihe. Er entnimmt das montierte Ventil aus der Vorrichtung und legt es in eine Prüfeinrichtung ein, wo es zwei Druckprüfungen mit 0,9 und 2 bar absolviert. Nach dieser 100-%-Prüfung wird mit einem Kennzeichnungssystem ein Prüfstempel aufgebracht, und das Ventil ist fertig für den Versand.

Die Mensch-Roboter-Kollaboration hat Weiss hier auf einfache Weise in die Praxis umgesetzt: Mensch und Roboter haben jeweils Zugriff auf den gemeinsamen Arbeitsraum, auf einen Schutzzaun wird verzichtet.

Stattdessen ist der Arbeitsraum an beiden Seiten jeweils durch ein Lichtschrankenpaar abgesichert. Beide Lichtschrankenpaare sind steuerungstechnisch und sicherheitsgerichtet so verbunden, dass der Roboter nicht in den gemeinsamen Arbeitsbereich greift, wenn der Bediener dort gerade Teile einlegt oder entnimmt. Umgekehrt wird der Roboter gestoppt, wenn er gerade im Arbeitsraum aktiv ist und der Werker ebenfalls hineingreift.

Selbstverständlich ist auch die Steuerung des Roboters in dieses ganz einfache und praxisgerechte Sicherheitskonzept eingebunden. Robert Heller: „Wir haben hier die Function Safety Unit des Roboterherstellers Yaskawa genutzt: eine Einschubkarte, mit der man zum Beispiel auch Sicherheitsräume programmieren kann.“

Mit der kollaborativen Roboterzelle haben die Ingenieure von Weiss einmal mehr gezeigt, dass in Eigenregie innovative Produktionslösungen entstehen – nicht nur in der Kunststoffverarbeitung, sondern auch in den nachfolgenden Prozessen.

Weiss Kunststoffverarbeitung GmbH & Co. KG

www.weiss-kunststoff.de



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