Mensch-Roboter-Kollaboration und Kunststoff-Laserschneiden

Anhand der mobilen Kleinstanlage flexFELLOW demonstriert der Anlagenspezialist KUKA auf der internationalen Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung Motek vom 10. bis 13. Oktober die Vorteile der Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK).

13. September 2016

Gezeigt wird neben Anwendungen aus der Automobilbranche das umfassende Leistungsportfolio, angefangen vom Engineering über die Produkte bis hin zur gesamten MRK-Anlage (inklusive der Erweiterungsmodule „flexLINE“ und „flexFELLOW-Ceiling“). Ergänzt wird die ausgestellte Produktfamilie durch weitere Komponenten wie MRK-fähige Greifer, Messgeräte und Schrauber für A-Klasse bis C-Klasse Verschraubungen. Neben MRK-Montagelösungen spielen Faserverbundstoffe eine immer größere Rolle in den Produktionen von Morgen. Eine entsprechende Anlagenlösung zur Bearbeitung von Faserverbundstoffen mittels CO2-Laser präsentiert das Unternehmen in Halle 7, Stand 7214.
Mensch-Roboter-Kollaboration in der Produktion
Mensch-Roboter-Kollaboration in der Produktion
Seit Jahren ist KUKA ganz vorne dabei, wenn es darum geht, neue Lösungen zu entwickeln, die Menschen und Robotern ermöglichen, ohne Schutzzaun zusammenzuarbeiten. Auf der Messe Motek zeigt KUKA die ortsflexible Robotereinheit KUKA flexFELLOW, wie sie beispielsweise in einer Motorenaufrüstlinie des Automobilherstellers VW eingesetzt wird. Dort unterstützt der flexFELLOW die menschlichen Kollegen, schwer zugängliche Verschraubungen an der Motorunterseite anzuziehen, der Motor wird dabei von einem fahrerlosen Transportsystem (AGV) zur jeweiligen Arbeitsstation geliefert. Die Mensch-Roboter-Kollaboration bedeutet ein großes Plus für die Ergonomie des Arbeitsplatzes, an dem die Mitarbeiter den Schrauber sonst in Kniehöhe bedienen müssen.
Die Lösung basiert auf dem Engineering der KUKA Systems und dem siebenachsigen Leichtbauroboter LBR iiwa. Dank dessen feinfühliger Eigenschaften kann der KUKA flexFELLOW selbständig die Position der Motorschrauben ertasten – auch dann, wenn das AGV nicht genau an der Arbeitsstation anhält. Durch die Momentensensorik erkennt der Roboter, wenn er einen Menschen berührt und hält an. Der gesamte Arbeitsplatz – wie der Schrauber, eventuelle Positioniereinrichtungen sowie die Plattform mit der Mensch-Maschine-Schnittstelle – muss auf eine Anwendung für die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ausgelegt sein. Dies bedeutet, dass die Komponenten die üblichen technischen Anforderungen erfüllen, gleichzeitig aber leichter, runder und insgesamt sicherer sein müssen. Hierfür bietet KUKA in dem Bereich Advanced Technology Solutions für Integratoren und Endkunden ein breites Portfolio vom MRK-Engineering über MRK-Komponenten bis hin zur zertifizierten Gesamtanlage.
Der KUKA flexFELLOW integriert alle notwendigen Komponenten: die kundenspezifische Roboter-steuerung, eine Spannungsversorgung für den Schrauber, eine Ampel, um den Anlagenzustand zu visualisieren, sowie das Abschaltmodul. Dadurch ist er extrem kompakt. „In der Automobilindustrie gibt es keinen Platz für externe Systeme mit großem Schutzzaun“, sagt Henning Borkeloh, Vice President Advanced Technology Solutions bei KUKA Systems. „Ein herkömmlicher Industrieroboter würde bis zu fünfmal so viel Platz benötigen wie der flexFELLOW – VW hätte die komplette Linie umbauen müssen.“ Die Produktion wird so äußerst flexibel. Der flexFELLOW kann jederzeit an einen neuen Einsatzort geschoben werden und aus mehreren Einheiten lassen sich ganze Systeme zusammen- und schnell wieder umbauen. So können immer größere Variantenvielfalten und kürzere Produktzyklen effizient bewältigt werden. „Wandlungsfähige Montagesysteme mit MRK im Sinne der ‚Leanproduction-Idee‘ statt große Roboter hinter Zäunen, das ist unsere Vision“ schwärmt Henning Borkeloh.
KUKA flexFELLOW  with A/B-class power wrench
Um manuelle Schraubprozesse schnell und einfach zu automatisieren, bietet KUKA passende, MRK-fähige Schrauber.

Vorteil des CO2-Laserschneidens - kein Verschleiß

Ein ganz anderes Thema zeigt der Technologieführer mit der Laserbearbeitung. Während das Verfahren im Metallbereich stark etabliert ist, gibt es bei Kunststoff nur wenige Anbieter, die sich mit dem Thema auseinandersetzen. KUKA ist einer davon. Seit fast 20 Jahren beschäftigt sich das Unternehmen mit der Laserbearbeitung von Kunststoffen: Mit dem Systemintegrator KUKA Industries können Kunden nun die komplette Lasertechnik aus einer Hand abbilden lassen. Auf der diesjährigen Motek zeigt KUKA, wie eine solche Lösung aussehen könnte – etwa, um Vakuum-Perforationen für den Airbag in eine Pkw-Instrumententafel einzubringen („pitchen“). Gezeigt wird ein fünf-achsiger CO2-Laserroboter mit integrierter Strahlführung für die 3D-Materialbearbeitung mit einer Wiederholgenauigkeit von +/ 0,05 mm und einer Laserleistung von 450 Watt. Ein Scanner kann direkt in die Steuerung eingebunden werden, d.h. der Roboter kann “on the fly“ die Vakuumlöcher einbringen. Damit ist die Lösung insgesamt 30 bis 50 Prozent schneller als mit separatem Scanner. Am Stand „schneidet“ der Roboter ein Bauteil aus dem Innenraum eines PKW. In einer Produktions-Linie könnte er thermoplastische Kunststoffe sowie glas- und kohlefaserverstärkte Kunststoffe bearbeiten. Der große Vorteil des CO2-Laserschneidens liegt darin, dass es bei diesem Verfahren – anders als mit herkömmlichen Stanzen – keinen Verschleiß gibt, etwa beim Werkzeug. In der Automobilproduktion können so mehrere Fahrzeugzyklen über die gleiche Anlage laufen. Zudem punktet das Laserschneiden mit hohen Schnittgeschwindigkeiten, da Bauteile nicht direkt berührt werden, wenn der Roboter sie bearbeitet. Und auch wenn es darum geht, flexibel in der Produktion zu reagieren, ist der Laser dem Stanzgerät voraus: es reicht, den Roboter umzuprogrammieren, ohne dass ein Werkzeug aufwändig angepasst werden muss.

3kg Traglast und eine Reichweite von 540 Millimeter – KR 3 AGILUS

Er ist die ideale Lösung für kleine Zellenkonzepte: Der KR 3 AGILUS. Das neueste Mitglied der KR AGILUS Kleinrobotik-Familie ist innerhalb einer faszinierenden Applikation ebenfalls mit an Bord. Mit drei Kilogramm Traglast und einer Reichweite von 540 Millimeter ist er besonders auf die Bedürfnisse des 3C-Marktes (Computer, Communications und Consumer Electronics) zugeschnitten und passt mit seiner Konstruktion und Qualität perfekt zu den Anlagenlösungen von KUKA Systems.

Auf dem KUKA Stand in Stuttgart in Halle 7 / 7214 macht das Unternehmen vom 10. bis 13. Oktober Systemlösungen und Robotik erlebbar.

Komponenten für MRK-Anwendungen

Um MRK-Applikationen erfolgreich umzusetzen, braucht es Komponenten, die speziell auf die besonderen Anforderungen abgestimmt wurden. Am KUKA-Messestand werden folgende zu sehen sein:

  • KUKA flexFELLOW-Ceiling: In besonders schwierigen Platzverhältnissen kann der KUKA flexFELLOW um das Modul „Ceiling“ erweitert werden. Dieses besteht aus einer Bodenplattform mit verstellbarer Säule, einen drehbaren Ausleger und einem Leichtbauroboter LBR iiwa 7 R800 oder 14 R820 in Deckenmontage. Alle elektrischen Komponenten sind in der Bodenplattform integriert. Die Lösung ist höhenverstellbar, lässt sich verdrehen und ebenso einfach verfahren wie transportieren.
  • MRK-Linearachse: Eine Linearachse für den KUKA LBR iiwa erweitert dessen Arbeitsraum in Anwendungen, die für die Zusammenarbeit von Mensch und Roboter ausgelegt sind. Dank Verfahrwegen bis zu 5 Metern in Boden- und Deckenmontage findet das schlanke System auch in bestehenden Anlagen Platz. Übliche notwendige Schutzmaßnahmen sind bereits darin integriert.
  • KUKA-Greifer: Die speziell von KUKA entwickelten Greifer sind so ausgelegt, dass sie Menschen nicht verletzen. Zudem bieten sie eine kantenfreie, abgerundete Bauform, die Verletzungen am Gehäuse ausschließt. Für unterschiedliche Einsatzfälle bietet KUKA verschiedene Greifertypen, wie den LBR-Greifer sensitiv R801, der in Zusammenarbeit mit der Zimmer-Group entstanden ist. Oder diverse pneumatische MRK-Greifer wie Zweibacken-Greifer, Expansionsgreifer, Zweibacken-Parallelgreifer und Dreibackengreifer.
  • KUKA-Schrauber: Manuelle Schraubprozesse lassen sich mit den MRK-fähigen KUKA-Schraubern schnell automatisieren: sie können ohne weitere Anpassungen sofort in einer bestehenden Produktionsanlage verwendet werden, was Taktzeit einspart. Geeignet sind sie für sicherheitskritische Schraubverbindungen der Klasse A, funktionskritische Schraub-verbindungen der Klasse B und für Einfachverschraubungen der Klasse C.

KUKA-Komponenten unter www.flexfellow.de

Wir nutzen Cookies, um Ihnen auch online den besten Service zu bieten. Mehr erfahren.

Okay