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Der chinesische Automobilzulieferer Yanfeng Automotive Interiors (YFAI) verfügt weltweit über 110 Standorte. Im niedersächsischen Lüneburg fertigt Yanfeng zahlreiche Innenausstattungskomponenten wie Instrumententafeln, Türverkleidungen oder Armauflagen. „Als Teil der zukunftsfähigen Ausrichtung unserer Standorte möchten wir unsere Produktionsprozesse Schritt für Schritt in Richtung Industrie 4.0 umstellen“, sagt Michael Oji, Werksleiter in Lüneburg. Ein Teil der Stategie ist der Einsatz kollaborativer Robotik: „Mit Cobots können wir Produktionsprozesse noch effizienter gestalten.“
YFAI entschied sich für einen MRK-fähigen Kuka LBR iiwa, den man gemeinsam mit dem Integrator Schulz Systemtechnik in Betrieb nahm. Ausschlaggebend für die Wahl des LBR iiwa war unter anderem, dass er Traglasten von bis zu 14 Kilogramm bewegen kann. „Der Roboter muss in der Lage sein, einen 13 Kilogramm schweren Schraubkopf zu führen“, sagt Dennis Rittmann, bei YFAI verantwortlich für die Implementierung der LBR iiwa Applikation.
Eine wichtige Herausforderung bei der Inbetriebnahme war, die Sicherheit der Werker jederzeit zu gewährleisten. Neben den Sicherheitsvorrichtungen, die der Roboter bereits mitbringt, sorgt ein speziell auf MRK-Systeme ausgelegter Schraubautomat von Stöger Automation für die sichere Kollaboration. Der Schraubkopf ist hinter einer Schutzhülse angebracht: Trifft die Hülse auf ein Hindernis, wird der Roboter unverzüglich abgeschaltet.
Cobot verschraubt Armauflagen
Die Aufgabe des LBR iiwa besteht darin, die Armauflagen aller vier Türen des Opel Insigna zu verschrauben. Dazu teilt er sich mit zwei Mitarbeitern den Arbeitsraum. Im ersten Schritt bereitet der Werker das Bauteil vor. Dazu legt er ein Spritzgussbauteil zusammen mit der Lederauflage in eine Werkzeugmaschine ein, die die beiden Komponenten kaschiert. Anschließend nimmt der Werker das kaschierte Bauteil und verklipst es mit einem weiteren Spritzgussbauteil, um die Armauflagen fertigzustellen.
Nun ist der LBR iiwa an der Reihe. Dazu legt der Werker das Bauteil in eine Halterung an der LBR iiwa Applikation ein. Per Tastendruck wird dem Roboter mitgeteilt, dass der Bearbeitungsvorgang gestartet werden kann. Der Roboter verfährt zur Halterung und verschraubt die beiden Bauteile. Die Zuführung der Schrauben erfolgt dabei automatisch über einen Schlauch, der an der Schutzhülse angebracht ist. Anschließend nimmt der Werker die fertigen Armauflagen und stapelt sie zum Abtransport ab.
In der Anlage arbeiten zwei Werker an jeweils einer Werkzeugmaschine. Den LBR iiwa teilen sie sich. Zum Verschrauben gibt es insgesamt vier Halterungen. Wartezeiten werden somit ausgeschlossen. „Der Roboter ist so programmiert, dass er immer den effizientesten Weg wählt, wie die Bauteile am schnellsten verschraubt werden können“, erklärt Rittmann.
Cobot hat sich schon amortisiert
Die Anlage mit dem Cobot ist mittlerweile seit Dezember 2017 in Betrieb. Die ersten Erfahrungen sind durchweg positiv, wie Oji bestätigt: „Der Kuka-Roboter hat sich mittlerweile amortisiert. Dazu kommt, dass sich unsere Kolleginnen und Kollegen schnell mit ihm vertraut gemacht haben. Sie sind in der Lage, den Roboter bei einer Fehlermeldung selbst zu bedienen und den Fehler zu beheben. Für die Bedienung des Roboters war keine gesonderte Schulung der Mitarbeiter erforderlich.“
Die zwei Werker und der Roboter bewerkstelligen in einer Stunde 45 Fahrzeugsätze. Das entspricht 180 verschraubten Armauflagen. Mittelfristig plant das Unternehmen, weitere Cobots in seinen Werken einzusetzen. „Infolge der stetig steigenden Anforderungen in unserer Branche sind Cobots ein Hilfsmittel, unsere Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter ergonomisch bei ermüdenden und sich stetig wiederholenden Arbeitsabläufen zu entlasten“, erklärt Oji.
Kuka AG
Cobots ermöglichen neue Formen der Fertigung
Bei Cobots wie dem LBR iiwa fallen aufwendige Maßnahmen wie Schutzzäune weg. Für die Sicherheit der Mitarbeiter sorgen Gelenkmomentsensoren, die in jeder der sieben Achsen des LBR iiwa integriert sind. Fühlt auch nur einer dieser Sensoren eine Erschütterung, so stoppt der Roboter unverzüglich seine Bewegung. Zudem verfügt der Roboter über glatte Formen und verringert so Gefahrenpotenziale.
Die dadurch mögliche direkte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter bietet zahlreiche Vorteile, denn die MRK verbindet die Stärken von Mensch und Roboter: Der Mensch ist sehr flexibel und kann sich auf neue Situationen sehr schnell einstellen. Der Cobot arbeitet gleichbleibend präzise und entlastet den Menschen von anstrengenden und monotonen Tätigkeiten. Da Sicherheitsvorrichtungen wie Zäune wegfallen, wird zudem der benötigte Raum kleiner.
Steckbrief
- Beim Automobilzulieferer Yanfeng in Lüneburg arbeitet ein kollaborativer Kuka-Roboter LBR iiwa. Der LBR iiwa verschraubt die Armauflagen aller vier Türen des Opel Insigna und teilt sich dabei den Arbeitsraum mit zwei Mitarbeitern.
- Neben den Sicherheitsvorrichtungen des Roboters selbst sorgt ein spezieller MRK-Schraubautomat von Stöger Automation für sichere Kollaboration.
- Ausschlaggebend für die Wahl des LBR iiwa war unter anderem, dass er Traglasten von bis zu 14 Kilogramm bewegen kann, alleine der Schraubkopf wiegt 13 Kilogramm.
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