Robotik Das Blech im Griff

Roboter-Greifer handhaben in der Karosseriefertigung Blechteile und Fügewerkzeuge. Insgesamt 1200 Industrieroboter arbeiten im Seat-Werk im spanischen Martorell. Sie handhaben Blechformteile,...

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Insgesamt 1200 Industrieroboter arbeiten im Seat-Werk im spanischen Martorell. Sie handhaben Blechformteile, bewegen Punktschweißzangen, tragen Klebstoffe auf und erledigen noch viele andere Aufgaben. Dieser intensive Einsatz von Industrierobotern ist ein Indikator für die durchgängige Automation. Diese Automatisierung wurde konsequenterweise im Laufe der Jahre kontinuierlich ausgebaut und stetig optimiert. In diese Optimierung des automatisierten Fertigungsablaufs ist auch die Bilsing Automation GmbH mit ihrem Greiferbaukastensystem einbezogen. Nachdem zunächst einige Praxistests mit Erfolg durchgeführt wurden, sind heute sämtliche Roboter, die bei Seat Handhabungsaufgaben erledigen, mit Bilsing-Greifern ausgerüstet. Der vollständige Wechsel von geschweißten Greifern zu flexiblen Greifern von Bilsing erfolgte schrittweise. Dabei spielte die Zuverlässigkeit eine entscheidende Rolle, denn es werden jede Woche generell 15 Schichten gefahren und täglich verlassen 2200 Autos das Werk. Längerer Stillstand im Fertigungsablauf darf deshalb nicht auftreten und Fehler müssen sich schnell beheben lassen. Diese Anforderungen konnten die flexible Bilsing-Greifer, die aus Rundmaterial aufgebaut sind, erfüllen. Am automatisierten Karosseriebau der verschiedenen Ibiza- und Cordoba-Modelle sind etwa 680 Bilsing-Robotergreifer beteiligt. Mit dem ursprünglich für reine Handhabungsprozesse entwickelten Greiferbaukasten lassen sich nicht zuletzt durch das geringe Eigengewicht auch Kombigreifer realisieren, die gleichzeitig auch Punktschweißzangen, Schneid- oder Clinchwerkzeuge tragen. Mit den Greifer-Komponenten lassen sich sehr verwindungssteife Konstruktionen bauen, die dann als Geometriegreifer dienen. Sie sind dann in der Lage, bei Schweiß-, Clinch- oder Klebeprozessen neben Handhabungsaufgaben auch Aufgaben, die sonst Vorrichtungen erledigen, zu übernehmen. Greifer übernimmt auch VorrichtungsfunktionDer Seat-Karosseriebau erfolgt in einer automatisierten Linienfertigung. Unterbaugruppen werden zu Hauptbaugruppen verschweißt, aus denen dann die komplette Karosserie entsteht. Die Unterbaugruppen kommen aus Fertigungsinseln, in denen Handhabungsroboter die zu verschweißenden Blechformteile an die automatisch arbeitende Schweißanlage heranführen. Der dort eingesetzte Geometriegreifer spart viel Platz, weil er gleichzeitig die Vorrichtungsfunktion übernimmt. In einer solchen Fertigungsinsel werden beispielsweise vordere Längsträger produziert. Bei der Fertigung der vorderen Bodenbaugruppe handhaben die Roboter die Teile und positionieren sie so zu den unterschiedlichen Schweißstationen, dass alle Schweißaufgaben in der schweißtechnisch günstigsten Lage erledigt werden. Die Roboterfertigungsinsel, in der die Bauteile des inneren Seitenteils mit dem äußeren Seitenteil verschweißt werden, verdeutlicht die anspruchsvolle Verkettung in der automatischen Fertigung. Bei der Einschleusung der äußeren Seitenwand in die Fertigungsinsel übernimmt ein Roboter mit einem weit ausladenden Handhabungsgreifer die vom Presswerk angelieferte äußere Seitenwand und übergibt sie dem Fördersystem. Dieses transportiert sie entweder direkt zur Schweißstation, in der die äußere Seitenwand mit den Bauteilen der inneren Seitenwand verschweißt werden, oder es geht zunächst in eine Pufferstation, die in jedem Fall die kontinuierliche Fertigung sichert. Die Vorbereitung der Montage der beiden Seitenteile an den Karosserieunterbau übernehmen zwei Roboter. Einer steht auf der linken, der andere auf der rechten Seite. Am Handflansch tragen sie weit ausladende Greifer, die zusätzlich noch Clinchwerkzeuge tragen. Diese verbinden jede Seitenwand mit dem Unterbau an sechs Stellen. Zwar sind Crashs im automatischen Ablauf der Karosseriefertigung sehr selten, aber weder theoretisch noch praktisch ausgeschlossen. Kommt es aber trotzdem zu einem Crash mit den Bilsing-Greifern, wurde es bislang stets geschafft, die Einsatzfähigkeit der Greifer innerhalb von 30 bis 60 Minuten wieder herzustellen. Mit einem Doppelgreifer werden bei Seat große Blechteile wie Bodengruppen oder Pkw-Dächer gehandhabt. Er ist kastenförmig aufgebaut, um eine hohe Eigenstabilität zu realisieren. Der Greifer steht auf einer Befestigungsplatte, die am Handflansch des Roboters montiert wird. Die kastenförmige Verbindung von Tragrohren mit einem Durchmesser von 60 mm bildet den stabilen Kern des Doppelgreifers. Die Rohre werden mit Klemmblöcken untereinander verbunden. Auch die Befestigungsplatte als Schnittpunkt zum Roboter ist mit solchen Klemmblöcken an den kastenförmigen Hauptträger angeschraubt. Bussystem und Ventilinsel sorgen für kurze KabelwegeIn unmittelbarer Nähe zur Roboteraufnahmeplatte befindet sich die Elektroverteilung mit einem Bussystem und einer Ventilinsel, so dass man kürzeste Kabelwege zwischen dem Roboter und dem Greifer hat. Alle Funktionen am Greifer werden über das Robotersteuerungssystem gesteuert. Dazu gehören das Schließen der Spanner sowie die sensorische Abfrage, ob das Blechteil vom Greifer aufgenommen wurde. Über weitere Klemmblöcke sind die Trägerrohre mit einem Durchmesser von 40 mm mit den Haupttragrohren verbunden. Die Trägerrohre enden mit Klemmblöcken, die Greifzangen, Scheren, Zentrierspitzen, Clinchwerkzeuge oder andere Werkzeuge mit den Trägerrohren verbinden. Vakuumsauger sowie Baugruppen mit Steuerungs- und Kontrollfunktionen wie Sensoren sind über Klemmblöcke an 25 mm dicken Schwenkarmen befestigt. Den Greifer-Baukasten gibt es in Stahl-Ausführung sowie als besonders leichte, aber feste Aluminium-Titan-Version. Die als Gussteil gefertigten Klemmblockhälften sind so gestaltet, dass sie die hohen dynamischen Belastungen in einem optimierten Kraftlinienverlauf aufnehmen. Es gibt keine Einschnitte, die gefährdende Kerbwirkungen erzeugen. Alle Klemmblöcke, die die unterschiedlichen Rohrdurchmesser aufnehmen, sind mit einem einzigen Inbusschlüssel festzuziehen oder zu lösen. Aufgrund der guten Reparatureigenschaften des Greifersystems hat Seat nur wenige Ersatzgreifer und Ersatzteile vorrätig. So konnten die Investitionskosten bei geringem Risiko reduziert werden. Bislang musste nur ein Greifer ausgetauscht werden. Zum Bilsing-Greiferbaukasten gehören sämtliche Handhabungselemente wie Vakuumsauger, Zangen, Spanner oder Zentrierdorne, aber auch Werkzeuge zum Schneiden, Clinchen oder Schweißen. Die Vakuumsauger sind resistent gegenüber allen Ölen. Sie bieten auf geölten, trockenen, normalen und feuerverzinkten Stahlblechen sowie auf Aluminiumblechen einen hohen Reibwert. Bei einigen Saugern konnte die Haftkraft im Vergleich zum Wettbewerb verdoppelt werden.