KUKA helpt integrator bij ingewikkeld automobielproject

In de competitieve wereld van de automobielindustrie zijn innovatie en betrouwbaarheid van essentieel belang om de efficiëntie van de productie te behouden en om aan de eisen van de industrie te voldoen. HG Automation moest verschillende uitdagingen in de toeleveringsketen het hoofd bieden en een state-of-the-art automatiseringssysteem leveren voor een nieuwe componentenlijn voor volledig elektrische voertuigen (BEV's) van een Tier 1-klant.

Geschiedenis van automatiseringsoplossingen voor de automobielindustrie

Sinds 1937 tekent Bulldog Factory Automation verantwoordelijk voor op maat gemaakte fabrieksoplossingen die de productie verbeteren en de efficiëntie verhogen. Aanvankelijk was het bedrijf een kleine dienstverlener voor lokale fabrieken in Detroit. Het bedrijf werd echter overgenomen door HG Automation (HGA) en is sindsdien uitgegroeid tot een full-service integrator die kant-en-klare oplossingen biedt voor het wit lassen van carrosserieën bij de belangrijkste OEM-autofabrikanten en Tier 1 toeleveranciers in Detroit. Het bedrijf beschikt over een compleet team met automatiseringsspecialisten en -experts, waardoor het een gerenommeerde naam is in de automobiel-, vrachtwagen- en luchtvaartsector die volledig op maat gemaakte systemen levert – van concept tot installatie.

Grootschalig project met strak tijdschema

Onlangs staken de ontwikkelings- en ontwerpingenieurs, productieteams, programmeurs en installatietechnici van HG Automation de koppen bij elkaar nadat een Tier 1-klant aangaf een kant-en-klaar automatiseringssysteem nodig te hebben voor een nieuwe componentenlijn voor volledig elektrische voertuigen (BEV's).

HGA kreeg een kort tijdsbestek waarbinnen het bedrijf een automatiseringssysteem met vijf zones moest ontwerpen, bouwen, debuggen én installeren. Het systeem omvatte o.a. de handling van onderdelen, puntlasbewerkingen en het aanbrengen van lijm voor de productie van een achterste kwartpaneel van een volledig elektrisch voertuig. Aangezien de vaste robotleverancier van de klant te kampen had met problemen in de toeleveringsketen, wendde HGA zich tot KUKA voor hulp.

"We werkten al enige tijd op kleine schaal samen met KUKA, maar dit was het eerste grote automatiseringsproject dat we samen met KUKA hebben gerealiseerd", aldus Aaron Burke, Senior Business Development Director bij HGA.

Naast een uitdagend tijdschema van ontwerp tot levering, moest het project ook voldoen aan de kosten- en ruimtevereisten. "In feite moesten we voor onze klant een kostenefficiënte en slimme oplossing ontwikkelen met het juiste aantal robots en de juiste technologieën in een zo klein mogelijk pakket", aldus Burke. "Toen we de specificaties van de klant hadden ontvangen, hebben we een aantal versies uitgewerkt en een proces ontworpen en nogmaals ontworpen om een systeem te ontwikkelen dat het juiste volume aan onderdelen kon produceren."

De oplossing: 86 KR QUANTEC-robots

De KR QUANTEC-serie bestaat uit multifunctionele robots met zes assen en een draaglast van 120-300 kg, die veelzijdig inzetbaar zijn in de meest uiteenlopende productietoepassingen. De serie is eveneens geschikt voor een kostenefficiënte celplanning, hetgeen perfect aansloot op de eisen van HGA.

"We moesten rekening houden met de beschikbare ruimte, volume, krappe cyclustijden en andere belangrijke criteria, en de robots van KUKA konden aan alle eisen voldoen", aldus Andrea Conover, HGA manager Program Management, die als projectmanager optrad. "De robots van KUKA hebben ook een goede staat van dienst als het om uptime en beperkt onderhoud langs de lijn gaat."

Complexiteit van de productielijn

Voor de productie van de carrosserie verwerken de QUANTEC-robots meer dan 30 losse onderdelen en zijn verantwoordelijk voor meer dan 300 lasbewerkingen. In complexe gesynchroniseerde bewegingen verzamelen de robots onderdelen, transporteren deze naar stations waar de onderdelen vervolgens aan elkaar gelast worden, voeren diverse punt- en stiftlasbewerkingen uit, brengen lijm aan en lossen carrosserieën op rekstations. Naast de robotica omvat het systeem technologie voor trays, transportbanden, tappen en bufferzones.

Ondersteuning bij de integratie

Het ontwerpen en bouwen van een dergelijk complex systeem was een echte uitdaging die af en toe hindernissen opleverde die het HGA-team moest overwinnen. Het reactievermogen van KUKA was volgens het team een andere belangrijke factor voor het slagen van het project.

"Tijdens het debuggen van de productielijn hadden we hulp nodig," aldus Conover. "KUKA reageerde in deze gevallen altijd snel en was onmiddellijk ter plaatse om ons te helpen. Dankzij die ondersteuning konden we ons strakke tijdschema en de goede relatie met onze klant handhaven, zodat alle einddoelen konden worden behaald."

Eenvoudige integratie met KUKA.WorkVisual

Naast het voldoen aan de prestatievereisten van het systeem en de ondersteuning door KUKA tijdens de implementatie was het gemak waarmee het HGA-team de robots kon programmeren een ander kenmerk dat een belangrijke rol speelde bij het operationeel krijgen van de lijn binnen een uitermate krap tijdschema. Het programmeren van de robots voor de talrijke nauwkeurige productietaken werd vereenvoudigd met de technologie van KUKA. HGA-robotprogrammeur Jared Witt gebruikte bijvoorbeeld de KUKA.WorkVisual Engineering Suite-software voor het programmeren en configureren van de robots KR QUANTEC en maakte duidelijk dat het algemene gebruiksgemak tijdens het programmeerproces het project ook op schema hield.

De KUKA.WorkVisual Engineering Suite is een uitgebreide tool voor het configureren, programmeren en diagnosticeren van robots van KUKA. KUKA.WorkVisual integreert alle stappen van het engineeringproces in één enkele interface voor een naadloze workflow. Met de suite kunnen gebruikers robotbewegingen programmeren en simuleren, sequenties testen en prestaties optimaliseren voordat de robots op de productievloer worden ingezet. Het intuïtieve ontwerp en de uitgebreide functionaliteit van KUKA.WorkVisual verkorten de installatietijden aanzienlijk en verhogen de algehele operationele efficiëntie.

Bovendien wordt de KUKA.WorkVisual-programmacode op de achtergrond op logica gecontroleerd terwijl de programmeerstappen uitgevoerd worden. Hierdoor worden fouten in een vroeg stadium ontdekt, waardoor projecten snel en consistent kunnen worden geïmplementeerd.
"Dit was mijn eerste programmeerervaring met KUKA," aldus Witt. "De KUKA.WorkVisual-software heeft, samen met de robotbesturing KR C5, enorm geholpen om de debugtijd van het systeem te reduceren. Ik kon de logica van tevoren uitschrijven en alle problemen vóór de inbedrijfstelling uitwerken. Andere fabrikanten hebben niet zo'n uitgebreid programma."

Succesvol partnerschap

Het feit dat HGA de productielijn van zijn klant binnen het krappe tijdschema in bedrijf kon stellen, in combinatie met de aanzienlijke technische support en technologie die KUKA tijdens het project ter beschikking heeft gesteld, heeft de samenwerking tussen de twee bedrijven voor de toekomst verstevigd.

Dit project was een geweldige ervaring voor ons. KUKA en HGA hebben een stevige relatie opgebouwd. We zijn als partners begonnen met het werken aan nieuwe projecten en oplossingen op andere gebieden. Daar profiteren beide bedrijven van.

Aaron Burke, HGA Senior Business Development Director