MRK in Automobilindustrie: Mensch und Roboter als perfektes Klebe-Doppel

MRK in der Automobilindustrie: Kleben von Finnen und Tanks

MRK in Automobilindustrie: Perfektes Klebe-Doppel

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In seinen Klebeanlagen setzt Dürr auf Mensch-Roboter-Kollaboration: Sensitive Kuka Leichtbauroboter LBR iiwa arbeiten beim Kleben von Finnen und Tanks Hand in Hand mit dem Werker.

Dürr stellt für die Automobilindustrie nicht nur Roboteranlagen für die Lackierung, sondern auch für automatisierte Klebeprozesse her – neuerdings sogar Roboterzellen mit Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK), wo Mensch und Roboter ohne trennende Schutzeinrichtungen zusammenarbeiten: Sowohl zum Kleben von Finnen als auch zum Einkleben von Tanks in die Karosserie kommen sensitive LBR iiwa Leichtbauroboter zum Einsatz.

Beim Kleben der Finne legt der Werker das Werkstück manuell in den Greifer des Roboters, der es ansaugt und zur Klebedüse am Applikationsturm führt. Der LBR iiwa fährt die Finne von unten langsam an die Klebedüse heran. „Sollte er dabei auf ein Hindernis stoßen, fährt er dank seiner Fähigkeit zur Kollisionserkennung ein wenig zurück und startet die Bewegung von vorne“, erläutert Dieter Ahlborn, Director APT/Gluing Final Assembly bei Dürr. Erst nach drei Versuchen fährt er in die Ausgangsposition zurück. Ansonsten wird der Klebeprozess gestartet und die Kleberaupe sorgfältig aufgetragen, während der Roboter die Bahn abfährt. Anschließend entnimmt der Werker die Finne wieder und verbaut sie am Fahrzeug.

Beim automatisierten Tankeinkleben mit dem LBR iiwa führt der Facharbeiter den Tank mit Hilfe eines Manipulators an einen Drehtisch, reinigt ihn, bringt ihn in die richtige Position und übergibt ihn zur weiteren Bearbeitung an den Roboter. Damit die Klebedüse nicht eintrocknet, befindet sich die Applikationsdüse in einem Sperrmittelbehälter. Nach einem Signal fährt der Roboter aus dem Behälter in die Grundposition, wo die Klebedüse manuell gereinigt wird.

Danach trägt der Roboter die Klebenaht in hoher Gleichmäßigkeit auf den Tank auf und überwacht mittels Sensoren am Applikationskopf die passgenaue Höhe der Naht. „Zwar ist eine Kleberaupe per Handauftrag machbar, doch an die Präzision eines Roboters reicht das Ergebnis nicht heran“, erklärt Ahlborn. Eine Knickarm-basierte Lösung kann – im Gegensatz zu einem Linearportal – die dreidimensionale Komplexität der Raupengeometrie abbilden. Der LBR iiwa klebt dank seiner siebten, mitdrehenden Achse ohne Umorientierung in einem Radius von 360 Grad – ohne absetzen zu müssen.

Wenn er seine Arbeit beendet hat, tritt wieder der Facharbeiter in den Mittelpunkt, indem er den Tank an der vorgegebenen Position in die Fahrzeugkarosserie einpasst. Dieser komplexe Vorgang erfordert die individuellen Fähigkeiten des Menschen. Der Manipulator unterstützt ihn hier bei ergonomisch ungünstigen Bewegungsabläufen.

Da Zäune und Einhausungen bei beiden Klebeprozessen fehlen, muss das gesamte Sicherheitskonzept strenge Vorgaben erfüllen, die auf einer Risikobewertung basieren. Unter anderem wird der Roboter so platziert, dass der direkte Kontakt mit dem Menschen möglichst minimiert wird. Zudem muss der Roboter innerhalb von Millisekunden abschalten, sobald eine Berührung registriert wird.

Das Konzept für die Klebezellen ist so ausgelegt, dass der Roboter grundsätzlich unterhalb des Kopf- und Brustbereichs des Werkers agiert. Die Applikationstechnik, bestehend aus dem Leichtgewicht-Applikator und dem Leichtbauroboter, ist weich und abgerundet gestaltet, so dass bei der Berührung des Roboters nur geringe Kräfte entstehen.

„Im Bereich Kleben sind bereits zehn Anlagen verkauft“, freut sich Ahlborn. Eine Anlage mit der Tank-Applikation habe der erste Kunde im März 2016 in Betrieb genommen. Bei Dürr schaut man daher optimistisch in die Zukunft. „Mit unseren MRK-Lösungen hoffen wir auf weitere Aufträge“, so Ahlborn. Zudem arbeitet man in Bietigheim-Bissingen an MRK-Lösungen zum roboterbasierten Kleben von kleinen Scheiben und anderen Bauteilen.

Kuka Roboter GmbH

www.kuka.com


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