MRK Leichtbauroboter assistiert hängend am Galgen

Für eine Mensch-Roboter-Kollaboration bei einem bekannten Automobilhersteller wurde eine äußerst platzsparende Anlage mit hängender Montage konzipiert, die sich in die bestehende Produktionslinie integrieren ließ, ohne dass diese dafür umgestaltet werden musste.

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Klinkhammer Intralogistics GmbH

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IEF-Werner GmbH

KUKA Deutschland GmbH

Rund ein Jahr haben die Spezialisten aus dem Application Engineering Team von Kuka Systems gemeinsam mit den Kollegen bei BMW an dieser MRK-Lösung getüftelt. Anfangs als Machbarkeitsuntersuchung bei Kuka in Augsburg, später als Betriebsversuch im Werk in Dingolfing. Seit Juni 2016 läuft die Anlage im regulären Produktionsbetrieb. Während die BMW-Mitarbeiter früher bei der Montage der Vorderachsgetriebe bis zu 5,5 kg schwere und nicht einfach zu greifende Ausgleichsgehäuse heben und millimetergenau einpassen mussten, übernimmt nun der Roboter diese ergonomisch anspruchsvolle Arbeit.

Deckenmontage für möglichst geringen Flächenbedarf

Die besondere Herausforderung bei der Konzeption der Anlage: der geringe Platz, der für die MRK-Konstruktion zur Verfügung stand. Sie musste sich räumlich in die Produktionslinie, an der Vorderachsgetriebe für unterschiedliche Baureihen mit Allradantrieb montiert werden, einfügen. Im Gegensatz zur klassischen Vollautomationslösung, bei der der Augsburger Spezialist die Anlage komplett neu plant und baut, bestimmten in diesem speziellen Fall die vorgegebenen Platzverhältnisse das Layout. Zwischen den vor- und nachgelagerten Stationen, an denen weitere Kuka-Roboter vollautomatisiert arbeiten, blieb nur der Raum, den der manuelle Arbeitsplatz einnimmt. Darum konnte kein Standardprodukt wie der Kuka Flexfellow eingesetzt werden, sondern musste eine andere Alternative für diesen Bereich gefunden werden.

Höhere Qualität von Arbeitsplätzen mit MRK-Lösungen

Die von Kuka Systems entwickelte Lösung: eine schlanke Stahlbaukonstruktion in Form eines Galgens, an der ein feinfühliger Leichtbauroboter befestigt ist. Der LBR iiwa kann so hängend arbeiten. Das spart Platz. Da beim LBR iiwa die Gelenk-Momenten-Sensorik in jeder seiner sieben Achsen steckt, sind externe Sensoren nicht erforderlich. Diese Eigenschaft und der konsequente Leichtbau ermöglichen auch eine hängende Arbeitsweise. Zusätzlich wurde der Greifer als Endeffektor des Roboters mit einer kantenfreien und abgerundeten MRK-Hülle versehen, sodass auch dieser MRK-fähig und der Werker jederzeit vor Verletzungen geschützt ist. Der kompakte Steuerschrank fand ebenfalls in der bestehenden Produktionslinie Platz und sorgt für die Schnittstelle zur Anlagensteuerung.

Mensch und Roboter fügen hier nun gemeinsam die Ausgleichsgehäuse für die Vorderachsgetriebe – in weniger als einer halben Minute. Dabei werden die Komponenten über eine Förderstrecke mit Friktionsrollen automatisch zur Anlage gebracht und vom Werker vorbereitet. Er legt sämtliche kleinen und leichten Teile wie Ausgleichsscheiben und Kugellager in das Getriebegehäuse aus Aludruckguss und den -deckel. Per Knopfdruck aktiviert er anschließend den Roboter, der das schwere Ausgleichsgehäuse vorsichtig einpasst. Dabei kommt es vor allem auf Feinfühligkeit des Roboters an. Denn die sensiblen Zahnflanken dürfen beim Einkämmen der Zahnräder nicht durch einen Stoß beschädigt werden. Danach befestigt der Werker den Deckel des Getriebes.

„Dahinter steckt immer ein kluger Kopf“

Kuka-Roboter fotografiert CEO Till Reuter für F.A.Z.-Fotoserie

MRK-Arbeitsplätze

Ultraschallsensor macht Roboter sicher

Erste MRK-Arbeitsstation im Werk der BMW-Group in Dingolfing

In der Achsgetriebefertigung des BMW-Group-Werkes in Dingolfing ist dies die erste Arbeitsstation, an der Mensch und Roboter ganz ohne Schutzzäune und weitere zusätzliche Sicherheitstechnik ständig im selben Arbeitsraum zusammenarbeiten können. Bei Kuka ist man sich sicher, dass es in der Automobilindustrie künftig deutlich mehr solcher Anwendungen zu sehen gibt.

Die technische Entwicklung mache es möglich. Sie erlaubt es Firmen zum Beispiel, ihre Montagearbeitsplätze an die Bedürfnisse einer alternden Belegschaft anzupassen. Bei längeren Lebensarbeitszeiten ein wichtiger Aspekt. Und ergonomisch ungünstige Arbeitsschritte dem mechanischen Assistenten zu übertragen. Der Vorteil: Der Werker kann länger seiner Tätigkeit nachkommen. Durch MRK-Lösungen kann die Qualität von Arbeitsplätzen deutlich gesteigert werden. Auch die Anforderungen, die künftig an die industrielle Fertigung gestellt werden, machen eine Kombination von manuellen und automatisierten Tätigkeiten unumgänglich.

In Zeiten steigender Variantenvielfalt sei es ein klarer Wettbewerbsvorteil, die Produktion optimal an die jeweils benötigte Auslastung anzupassen – mithilfe flexibler MRK-Einheiten zum Beispiel. Im Werk Dingolfing der BMW Group läuft die Anlage reibungslos. Von der Programmierung über die Inbetriebnahme bis hin zur Sicherheitsprüfung hat Kuka Systems alle relevanten Schritte durchgeführt. MM

* Josephin Schmidt ist zuständig für das Marketing und die Unternehmenskommunikation bei Kuka in 86165 Augsburg, Tel. (08 21) 7 97 19 59, Josephin.Schmidt@kuka.com

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