Meer efficiëntie door montage aan de lopende band

Met montage aan de lopende band automatiseert KUKA bij autofabrikanten nu nog meer stadia van de eindassemblage van auto’s.

Autofabrikanten zoeken naar oplossingen om de efficiëntie bij de montage aan de lopende band te verhogen. Montage aan de lopende band was tot nu toe voorbestemd voor montagewerkzaamheden door de mens. Om het automatiseringsniveau te verhogen, moeten innovatieve oplossingen worden ontwikkeld, waarbij de mens in kleine ruimtes met robots samenwerkt. Sommige montagetaken met steeds terugkerende processtappen, zoals het meten van tussenruimten, het aanbrengen van de banden of de achterklep, maar ook het zetten van de ruiten of het bevestigen van het dak, kunnen eenvoudig worden geautomatiseerd. De uitdaging ligt echter in het implementeren van een veilige mens-robot-samenwerking, waarbij de robots zich aanpassen aan de snelheid van het transportsysteem en daarmee synchroon lopen.

De efficiëntie aan de lopende band verhogen

De lopende banden in de montagehallen van autofabrikanten verplaatsen gemonteerde carrosserieën langs de bewerkingslijnen, terwijl monteurs volgens een vast ritme andere onderdelen monteren of de kwaliteit controleren. De snelheid van de lopende band is aangepast aan het menselijk ritme. Om de efficiëntie aan de lopende band te verhogen, moeten mens en robot samenwerken. De sensitieve, lichte robot KUKA LBR iiwa is daar ideaal geschikt voor, omdat deze voldoet aan de strengste veiligheidseisen. Hij reageert onmiddellijk op elke aanraking van de werknemer en kan zich aan de situatie aanpassen.

Het afgeronde ontwerp van de intelligente werkassistent KUKA LBR iiwa, zijn gevoelige eigenschappen en botsingsdetectie garanderen een veilig gebruik bij een nauwe samenwerking met mensen, zonder enige veiligheidsbarrière.

Christian Landherr, Head of Final Assembly & Paintshop bij KUKA

De lopende band en de robots lopen synchroon

Om de monteurs extra bewegingsvrijheid te geven, zijn de zevenassige robotarmen op een verplaatsbaar platform bevestigd. Hierdoor kan de robot bij een storing gemakkelijk opzij worden geschoven. “Daarnaast maakt de gevoeligheid van de cobot een flexibel gebruik aan de lopende band mogelijk, omdat hij toleranties compenseert”, aldus Landherr. Een lopende band loopt nooit voor honderd procent constant. Er zullen altijd vertragingen of zelfs stilstanden zijn, omdat handmatige ingrepen noodzakelijk zijn. In het normale automatiseringsproces moeten robots bij een stop opnieuw worden gekalibreerd voordat ze weer aan het werk kunnen. Dat geldt niet voor de KUKA LBR iiwa.

Dankzij de intelligente besturingssoftware van KUKA is een constante verbinding tussen de lichte robot en de lopende band of de montagewagen mogelijk, waardoor de robot precieze informatie over hun snelheid en positie ontvangt. De geregistreerde gegevens over de exacte locatie en snelheid van de montagewagen op de lopende band worden door de besturingssoftware direct aan de lichte robot doorgegeven. Dankzij deze informatie kunnen de sensitieve robots hun werkzaamheden dynamisch aan de lopende band aanpassen.

“De metingen worden uitgevoerd ten opzichte van het onderdeel. Zo kan de robot geheel zelfstandig aan de lopende band zijn metingen doen”, legt Otmar Honsberg, Head of Application Engineering bij KUKA, uit. “In tegenstelling tot conventionele door robots ondersteunde metingen biedt dit echt meerwaarde.” Samen met de optische registratie en zijn tastsensoren past de sensitieve KUKA LBR iiwa zich bij trillingen of stilstand van de band automatisch aan die nieuwe gebeurtenissen aan en gaat dan naadloos verder met zijn werk.

De “Assembly in Motion”-oplossing maakt de robot tot een intelligente positioneereenheid voor het meetapparaat.

Otmar Honsberg, Head of Application Engineering bij KUKA

Maximale prestaties in de kleinste ruimtes

Op één bewerkingsstation kunnen bijvoorbeeld twee tot vier robots tegelijk tussenruimten en het op elkaar aansluiten van carrosseriedelen, zoals tussen achterklep en zijwand of tussen koplamp en motorkap, meten en controleren, terwijl menselijke werknemers gelijktijdig andere kwaliteitstests aan de carrosserie uitvoeren. Naar wens kunnen meetkoppen in de toepassing worden ingebouwd, die ook op doorzichtig materiaal, zoals glas of kunststof, met behulp van lasertechnologie zeer nauwkeurig de tussenruimte kunnen bepalen, bijvoorbeeld bij de koplampen.

Snelle en eenvoudige uitbreiding van stations

Een ander voordeel van de sensitieve Assembly in Motion-oplossing ten opzichte van meettoepassingen met conventionele industriële robots is de maximaal gereduceerde vereiste ruimte. Industriële robots hebben als gevolg van de vereiste veiligheidsinrichtingen aanzienlijk meer ruimte nodig. Met de sensitieve, lichte robot KUKA LBR iiwa kan de mens echter in zeer nauwe ruimtes op dezelfde plek veilig werken. Bovendien kunnen meetstations dankzij de mogelijkheid tot voorconfiguratie en de geringe benodigde ruimte van lichte robots naderhand eenvoudig en snel worden uitgebreid, in tegenstelling tot het inbouwen van extra industriële robots.

Meting van tussenruimten aan de lopende band met de sensitieve, lichte robot KUKA LBR iiwa

Proces-knowhow maakt intelligente gegevensanalyse mogelijk

Een meetstation voor tussenruimten met “Assembly in Motion”-technologie levert betrouwbare meetwaarden van bewegende carrosserieën – en daardoor een duidelijke efficiëntiewinst op ten opzichte van traditionele, vaak handmatige metingen. In de toekomst kunnen de geautomatiseerde meetstations aan de lopende band zelfs in een vroeg stadium mogelijke productiefouten herkennen: “Als de robots veranderingen waarnemen in de gemeten tussenruimten, kunnen ze met de bijbehorende proceslogistiek zelfstandig de mogelijke oorzaken vaststellen”, aldus Honsberg. Zo zou bijvoorbeeld een vroegtijdige slijtage van machines of een verkeerde instelling in de productie kunnen worden waargenomen voordat deze gevolgen heeft voor het productieproces. “Met onze omvangrijke proces-knowhow zijn wij in staat de grote hoeveelheid gegevens die bij automatische montage wordt verzameld nuttig te gebruiken en proactief te reageren.”