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Zugangsschutz für Roboter-Messzelle: platzsparend und flexibel

Mensch-Material-Unterscheidung für Inline-Messzelle in der Endmontage
Zugangsschutz für Roboterzelle bei Audi: Platzsparend und flexibel mit Sicks Safe Portal

Ohne Mutingsensorik sollte der Zugangsschutz an einer neuen Inline-Messzelle bei Audi auskommen, dabei aber sämtliche Fahrzeugmodelle beherrschen. Ein Team aus Sick- und Audi-Experten hat diese Herausforderung mit Bravour gemeistert.

Alle Fahrzeugtypen, die am Stammsitz der Audi AG in Ingolstadt gefertigt werden, durchlaufen in der riesigen Fertigungshalle einen letzten Qualitätscheck, unter anderem auf optimale Spaltmaße. Hierzu führten früher Mitarbeitende die immergleichen Prüfungen durch. Jetzt übernehmen Roboter diese Aufgabe: Die Fahrzeuge fahren auf dem Endmontageband in die Inline-Messzelle ein und werden in wenigen Sekunden von zwei simultan arbeitenden Robotern mit Sensoren auf Fugen und Bündigkeit untersucht.

„Wir haben die Inline-Messzelle aufgebaut, um mit den Messwerten sowohl den Qualitäts- als auch den Fertigungsprozess insgesamt nachhaltig zu unterstützen“, erklärt Daniel Bartolic, Fachplaner in der Fertigungsplanung Montage und Leiter des Projekts. Der Zugangsschutz erfolgt über das Safe Portal System von Sick, das die simultane Schutzfeldauswertung des Sicherheitslaserscanners microScan3 nutzt und die Anforderungen der EN ISO 13849 erfüllt. Je zwei vertikal ausgerichtete Laserscanner am Ein- und am Ausgang der Inline-Messzelle sichern mit intelligenter Auswertung von acht simultanen Schutzfeldern den Gefahrenbereich zuverlässig ab.

Dabei arbeiten die Scanner mit einem Infrarot-Laserstrahl, der über einen rotierenden Spiegel aufgefächert wird und so an der Aus- und Einfahrt der Roboterzelle virtuelle Schutzfelder aufspannt. Ein TÜV-zertifizierter Funktionsbaustein für die Siemens-Steuerung erlaubt die simultane Auswertung beider Scanner. Passiert ein Fahrzeug die Schutzfelder, erkennen linker und rechter Scanner im Zusammenspiel, dass es sich um Material und nicht um eine Person handelt. So können die Roboter ihre Prüftätigkeit ausführen und die Personensicherheit ist gewähleistet.

Intelligente Logik statt Mechanik

Dass im Audi-Werk Ingolstadt mehrere Fahrzeugmodelle mit unterschiedlichen Geometrien auf einem Endmontageband laufen, macht die Unterscheidung von Mensch und Material-besonders herausfordernd. „Wir haben nach einer Sicherheitslösung gesucht, mit der wir alle vorhandenen Fahrzeugmodelle und Ausstattungsvarianten abdecken und auch neue Modelle implementieren können“, erläutert Audi-Mann Daniel Bartolic seine initialen Anforderungen an Martin Demharter, Key Account Manager Automobilindustrie bei der Sick Vertriebs-GmbH

Flexibel, produktiv, kostengünstig und vor allem platzsparend sollte der neue Zugangsschutz sein. Er sollte ohne Pendelklappen und ohne aufwändige Mutingsensorik auskommen. Diese anspruchsvollen Anforderungen besprach Demharter mit der strategischen Produktplanung bei Sick. Durch eine intensive und vertrauensvolle Zusammenarbeit im Team, fanden die Experten von Audi und Sick eine passende Lösung. „Wir haben nun eine schlanke Lösung, die exakt die Flexibilität erreicht, die auch kommenden Weiterentwicklungen in der Endmontage Rechnung trägt,“ resümiert Daniel Bartolic das Ergebnis für Audi.

Tiefschwarz glänzende Oberflächen

Dabei bereiteten die teils tiefschwarz glänzenden Oberflächen der Fahrzeugkarosserien anfangs durchaus Kopfzerbrechen, da stark reflektierende Oberflächen für Opto-Sensoren schwer zu detektieren sind. Diesem Problem begegneten die Safety-Experten mit kontinuierlichen Verbesserungen in der Logik. Eineinhalb Jahre nach Projektstart wurde das Safe Portal System bereits an der zweiten Montagelinie in Betrieb genommen und verrichtet dort sicher seinen Dienst.

Für Tobias Hacker, Technischer Sachbearbeiter in der Instandhaltung Montagen bei Audi, sind Platzgewinn und Komplexitätsreduzierung am Endmontageband entscheidende Vorteile: „Die neue kompakte Lösung kommt ohne die bisher eingesetzte Mutingsensorik aus – das spart bis zu einem halben Meter Platz. Wir haben die vormals hohe Variantenzahl an verschiedener Hardware wie Lichtgitter und Lichtschranken inklusive Verkabelung auf nur noch zwei Scanner reduziert. Das spart Kosten und Aufwand bei der Wartung und Instandhaltung und wir profitieren zudem von einer enormen Komplexitätsminderung.“

Die positive Erfahrung mit dem Safe Portal in der Endmontage hat sich bei Audi schon herumgesprochen: für technisch ausgereifte Lösungen bei der sicheren Mensch-Material-Unterscheidung interessiert man sich auch im Karosseriebau, in der Lackiererei oder dem Presswerk.

Sick AG

www.sick.de


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