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Mercedes, Kuka und DLR

Leichtbauroboter montieren mit Gefühl

07.12.2009 | Redakteur: Rüdiger Kroh

Der weltweit erste Serieneinsatz: Zwei Leichtbauroboter in der Montage von Hinterachsgetrieben bei Mercedes-Benz. Bild: Kroh
Der weltweit erste Serieneinsatz: Zwei Leichtbauroboter in der Montage von Hinterachsgetrieben bei Mercedes-Benz. Bild: Kroh

Es ist der weltweit erste Serieneinsatz von Leichtbaurobotern aus der Raumfahrt in der Automobilindustrie: In der Hinterachsmontage im Werkteil Esslingen-Mettingen des Mercedes-Benz-Werkes Untertürkheim fädeln seit März 2009 zwei der CFK-Roboter Tellerräder und Lagerschalen in Getriebegehäuse ein.

„Die Leichtbauroboter sind für uns die passende Antwort auf die steigenden Anforderungen in der Produktion hinsichtlich Flexibilität, Wandlungsfähigkeit und Produktivität“, betont Günter Kasper, Leiter Produktion Achsen im Werk Untertürkheim. Dr. Michael Zürn, Leiter Produktions- und Werkstofftechnik bei der Daimler AG, ergänzt: „Die konventionelle Automatisierung ist nicht in der Lage, die steigende Komplexität durch immer variantenreichere Produkte zu beherrschen. Deshalb ist eine kognitive Automatisierung notwendig. Der Leichtbauroboter bietet neue Möglichkeiten für die wandlungsfähige Montage.“

Das gemeinsame Entwicklungsprojekt von Daimler mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Kuka Roboter GmbH startete 2004. „Der modulare Leichtbauroboter hat sieben Drehgelenke und ist in Größe, Kraft und Bewegungsmöglichkeiten dem menschlichen Arm sehr ähnlich“, beschreibt Prof.Dr. Gerd Hirzinger, Leiter des Instituts für Robotik und Mechatronik am DLR.

Leichtbauroboter wiegt nur 14 kg

Der 14 kg wiegende Roboter verfüge über eine programmierbare Nachgiebigkeit. Durch seine integrierte Sensorik (zwei Winkel- und ein Momentensensor pro Gelenk sowie sechs Kraftmomentensensoren) sei er daher in der Lage, äußeren Kräften nachzugeben. Den Unterschied zu bisherigen Robotern verdeutlichte Manfred Gundel, Vorsitzender der Geschäftsführung der Kuka Roboter GmbH: „Industrieroboter erledigen eine Aufgabe 1000 Mal, die neue Robotergeneration 1000 Aufgaben, wenn es sein muss nur einmal.“

Leichtbauroboter substituieren manuelle Montagestationen

Seit dem Start des Piloteinsatzes im März wurden knapp 18 000 Hinterachsgetriebe für Kundenfahrzeuge hergestellt. Die beiden Leichtbauroboter wurden in die bestehende Linie integriert, an der zuvor manuell montiert wurde. „Die Roboter fahren aber keine vorprogrammierten Bahnen ab“, hebt Zürn hervor. Obwohl sie automatisiert arbeiten, tasten sie sich dank ihrer sensorengesteuerten Kraftmomentregelung an Objekte heran und stellen sich auf veränderte Bedingungen ein: Sollte sich beispielsweise ein Bauteil nicht in der optimalen Position befinden, passen die Leichtbauroboter ihren Bewegungsablauf entsprechend an.

„Dabei kommen sie mit einfachen Werkzeugen ohne aufwändige Greifersensorik aus.“ Zürn ist deshalb optimistisch, die Leichtbauroboter in Zukunft noch gezielter im Rahmen der Mercedes-Montagestrategie einsetzen zu können.

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