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KR 210 R3100 F säubert Gusskokillen bei BMW
KUKA Roboter übernimmt Trockeneisstrahlen für acht verschiedene Werkzeugtypen.
Am Standort Landshut fertigen rund 1.500 Mitarbeiter der BMW Group pro Jahr rund fünf Millionen Guss-Komponenten aus Aluminium und Magnesium mit einem Gesamtgewicht von rund 69.000 Tonnen. Zum Produktionsumfang zählen Motorkomponenten wie Zylinderköpfe oder Kurbelgehäuse, aber auch Karosseriestrukturteile und Fahrwerksteile. In Zusammenarbeit mit der Augsburger MRK-Systeme GmbH wurde eine innovative Lösung zum roboterbasierten Trockeneisstrahlen für acht verschiedene Werkzeugtypen entwickelt. Die 2004 gegründete MRK-Systeme GmbH entwickelt und implementiert mit vierzehn Mitarbeitern Funktionspakete zur Mensch-Roboter-Kollaboration. Die Systemlösungen kommen vorwiegend bei Automobilisten und deren Zulieferern, aber auch in allen anderen Bereichen der Industrie zum Einsatz.
Handhabung von Trockeneis ist eine hohe Belastung für Menschen
Für die Reinigung der Kokillen in der Gießerei wird Trockeneis herangezogen. Dieser nicht-abrasive und nicht-korrosive Reinigungsvorgang hat den großen Vorteil, dass das zu reinigende Material weder beschädigt wird noch Rückstände des Trockeneises zurückbleiben. Mit Trockeneis (festem CO2) können vielseitigste Geometrien, wie bei Kokillen oft zu finden, beschädigungsfrei und ohne Demontage von Ausrüstungsgegenständen gesäubert werden. Bei BMW in Landshut fand dies bisher manuell statt, was eine hohe Belastung für den Werker darstellt.
Robotische Unterstützung verbessert Ergonomie des Arbeitsplatzes
Der Werker wählt zunächst auf dem KUKA Handbediengerät smartPAD die Software „SmartICE“ an und kann dort den Kokillentyp und die jeweiligen Bereiche auf der Gussform graphisch auswählen. Diese Bereiche fährt der Werker nun intuitiv und handgeführt mit dem Roboter ab, welcher ohne Prozesskräfte leicht mittels Kraft-Momenten-Sensor geführt werden kann. Dies bietet im Vergleich zum rein manuellen Verfahren vor allem ergonomische Vorteile. Zudem können periphere Signale, z. B. zu Aktuatoren oder über die Aero-Schnittstelle von / zum Trockeneisaggregat, vom Bediener via Touch-Bedienung einfachst im Programm gespeichert werden. Im Anschluss lässt der Werker den Roboter die so beschriebene 3D-Bahn automatisch abfahren und die Kokille mit dem Trockeneis reinigen. Nach dem etwa halbstündigen Strahlvorgang wird die Kokille wieder in den Gieß-Produktionsprozess
eingeschleust und eine neue, zu reinigende Gussform in die Station gebracht.
Intuitive und interaktive Handführung ohne Expertenwissen
In der innovativen Zelle wird ein KUKA Roboter vom Typ KR 210 R3100 F ultra eingesetzt. Dieser Roboter, der speziell für den Einsatz im Gießereiumfeld entwickelt wurde, hält mit speziellen Schutzpaketen Hitze, Schmutz, Feuchtigkeit, Sand und Reinigungsmitteln problemlos stand. Das macht ihn zur idealen Alternative vor allem für schwere, den Menschen belastende Arbeiten.
Mit der Sicherheitsschnittstelle X67 sowie der KUKA Software SafeOperation und RSI (RobotSensorInterface) ist der direkte Kontakt mit dem Menschen gefahrlos gewährleistet.
Mit dem Funktionspaket SafeGuiding von MRK kann der KR 210 direkt von Menschenhand gelenkt werden.
Diese KUKA-Optionen bilden die Basis für das Funktionspaket SafeGuiding von MRK, welches das sichere, intuitive und interaktive Handführen bzw. Programmieren des KR 210 ermöglicht. Mithilfe einer anwender-spezifischen Bedienoberfläche – welche als Plug-In-Software auf der KUKA-Steuerung implementiert ist – werden sowohl eine intuitive Roboterbedienung als auch eine selektive Programmanwahl und deren automatische Speicherverwaltung gewährleistet. Der Bediener kann ohne technisches Expertenwissen über die Automatisierungskomponenten produktiv tätig werden und die zu reinigenden Freiformflächen der Kokille programmieren.
Reduktion der Gießunterbrechung um 120 Minuten
Durch den Einsatz des roboterbasierten Systems konnte die Gießunterbrechung von 180 Minuten auf 30 Minuten reduziert werden – das garantiert eine deutlich höhere Ausbringung. Der Roboter ermöglicht zudem eine wiederholgenaue Präparation des Werkzeugs und entlastet den Mitarbeiter. Nicht zuletzt sind durch die neue Lösung weniger Verunreinigungen am Gießplatz vorzufinden.
Die zielgenaue Reinigung erhöht die Qualität des Prozesses. Und nicht zuletzt muss der Vorgang auch unter dem Aspekt „Heute für morgen“ betrachtet werden: Die Mitarbeiter werden immer älter – indem BMW auf roboterbasierte Lösungen setzt, denkt der Automobilhersteller schon heute an die Zukunft.
Der KUKA KR QUANTEC Roboter ist speziell an den Einsatz in der Gießereiumgebung angepasst
