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Roboter-Testsystem von KUKA prüft Sitze in der Automobilindustrie
Zwei KUKA Occubot Messroboter kommen in den Kölner Ford-Werken zum Einsatz. Die Industrie-Testroboter führen vollautomatisierte Ein- und Ausstiegstests an Autositzen durch. Sie simulieren realitätsnah den menschlichen Po.
Ob Apfel, Aprikose oder Birne – beim menschlichen Po ist die Variantenvielfalt groß. Autositze müssen den verschiedenen Formen den größtmöglichen Komfort und die nötige Sicherheit bieten. Zudem müssen die Autohersteller auch die Qualität und Langlebigkeit der Sitze sicherstellen. Daher gehören sie zu den Autoteilen, die am intensivsten getestet werden. Im Ford Entwicklungszentrum in Köln-Merkenich übernehmen zwei KUKA Roboter-Testsysteme einen Teil dieses Prozesses. Sie testen neue Autositze rund 25.000 Mal. Dabei werden die unterschiedlichsten Belastungsprofile beim Ein- und Austeigen simuliert. Halten die Sitze dem Test stand, gehen sie in Produktion.
KUKA Messroboter sorgt für effizienten Qualitätscheck
Der Simulationsprozess wird bei Ford mit zwei KUKA OccuBot Systemen durchgeführt. Die neueste Anlage wurde Anfang 2018 in Betrieb genommen. Teil des Roboter-Testsystems ist ein KR QUANTEC Prime. An dem Roboterarm des Industrie-Testroboters ist der Dummy OccuForm befestigt. Dieser belastet den Autositz über vorgegebene Berührungspunkte und zeichnet dabei Kraft-/Wegverläufe auf. Das Sitz-Testlabor ermöglicht es, alle Tests hausintern an einem Ort durchzuführen. Daraus ergeben sich vielfältige Vorteile für Ford. Einerseits holt sich der Autobauer durch die eigenen Tests Know-how ins Haus. Andererseits kann Ford die Qualitätstests der Sitze deutlich besser kontrollieren. Gleichzeitig findet eine Kostenreduktion statt: Denn Arbeitsabläufe werden schneller, Wege und Versandzeiten kürzer.
Der KUKA OccuBot Industrie-Testroboter in Aktion.
Individuelles Sitzverhalten als Grundlage für Roboter-Messsystem
Zu Beginn des umfassenden Qualitätstests analysiert Ford zunächst, wie Menschen in Autos ein- und aussteigen. Dazu zeichnen Druckmatten auf den Sitzen detaillierte Informationen auf. „Jeder Mensch belastet einen Autositz auf andere Art und Weise. Daher erfassen wir bei Ford das Sitzverhalten verschiedener Probanden mit unterschiedlicher Größe und Statur“, sagt Ford-Test-Ingenieurin Svenja Fröhlich. Aus den gesammelten Daten entwickeln die Ford-Ingenieure ein repräsentatives Bewegungsprofil, das sie dann zusammen mit der Kraftverteilung auf den Roboter programmieren.
Flexibler Autositztest mit dem KUKA Messroboter
Messroboter ermöglicht Langzeittests
Die so gewonnenen Datenbilder werden schließlich mit dem KUKA Roboter nachgebildet. Die sich daraus ergebenden Informationen nutzen die Ingenieure, um die Reaktion des Sitzes auf Belastung, Bewegung und Druck zu untersuchen. Dafür steigt der Dummy buchstäblich 25.000 Mal ein und aus. Sprich: Der Messroboter simuliert in der rund dreiwöchigen Testphase verschiedene Ein- und Ausstiegsszenarien. Anhand der ermittelten Daten drückt das Roboter-Testsystem dazu den Dummy in den Sitz. Die korrekte Position wird alle zwölf Millisekunden mit einem Kraft-Momenten-Sensor abgefragt. So kann in kurzer Zeit eine Abnutzung einer zehn Jahre langen Beanspruchung simuliert und analysiert werden. Treten keine Beschädigungen oder Änderungen der Kontur auf, geht der Sitz in Produktion.
Alle zwölf Millisekunden prüft der Messroboter die exakte Positionierung.
KUKA Roboter-Testsystem flexibel einsetzbar
Ford ist mit dem neuen Messroboter sehr zufrieden. Vor allem die Flexibilität der roboterbasierten Prüfung hat überzeugt. Ein weiterer Vorteil des Roboter-Messsystems ist die größere Vergleichbarkeit der Daten.Die Komplettlösung, die KUKA mit dem OccuBot anbietet, wird auch von vielen Zulieferern in der Automobilbranche genutzt. Eine Standardisierung der Daten fällt dadurch leichter. Ford hat das Testverfahren auf alle neuen Fahrzeuge in der europäischen Produktion angewendet.
KUKA Roboter bieten die nötige Flexibilität, um frei programmierbare Tests umzusetzen. Andere Prüfoptionen, wie zum Beispiel Linearportale, verfügen über ein deutlich eingeschränkteres Bewegungsprofil.
