Kraftvoll unterstützt

Handhabung - Für das Bearbeiten eines Getrieberads geht ein Automobilzulieferer neue Wege: Ein Cobot steht zwischen zwei Bearbeitungsmaschinen und arbeitet dem Bediener zu. Für den sicheren Griff beim Transport sorgt eine Greifer-Lösung der Zimmer Group.

19. November 2019
Kraftvoll unterstützt
Ein Cobot von Universal Robots (UR) im Einsatz. Er nutzt hier einen Greifer der Zimmer Group. (Bild: Zimmer Group)

Vor dem Hintergrund der Elektromobilität spielt die Perspektive der Automobilindustrie vor allem für deren Zulieferer eine zunehmend wichtigere Rolle: Die Linamar Seissenschmidt Forging Group (LSF) hat bereits einige Aufträge für Produkte der E-Mobilität gewinnen können.

Das Fertigungsprogramm der Gruppe mit Hauptsitz in Plettenberg umfasst unter anderem Präzisionskomponenten für Getriebe, Motoren, Differenziale, Achsen, Gelenkwellen sowie für Antrieb und Fahrwerk. Ein großer und wichtiger Auftrag für ein Getrieberad kam von einem namhaften Kunden. Ende 2019 soll dieses in die Serienproduktion gehen. Geschmiedet wird das Rad auf vollautomatischen Hatebur-Pressen in Plettenberg.

Sicheres bewegen

Eine Herausforderung neben dem Schmieden auf dem Hatebur-Aggregat lag im mechanischen Bearbeiten des Bauteils. Dafür galt es, drei unterschiedliche Prozessschritte an zwei Bearbeitungsmaschinen sowie einem Nadelpräger sinnvoll und zugleich wirtschaftlich miteinander zu verknüpfen. Das Unternehmen entschied sich dann als Lösung für die kollaborative Robotik.

Aufgrund der intelligenteren Steuerungstechnik kann ein kollaborativer Roboter viel enger mit dem Menschen zusammenarbeiten. Jeder Cobot muss zudem vom TÜV abgenommen und für die kollaborative Arbeit zugelassen werden. Darüber hinaus kann der TÜV auch den ausgewählten Greifer des Cobots freigeben. Für die Umsetzung arbeiteten die Mitarbeiter in einem Pilotprojekt abteilungsübergreifend eng zusammen.

In dem Projekt hat das Unternehmen einen Cobot vom dänischen Roboterhersteller Universal Robots (UR) zwischen zwei Bearbeitungsmaschinen im Einsatz. Dieser arbeitet dem Maschinenbediener zu. Der Roboter übernimmt dabei den Transport des Bauteils zwischen der ersten und der zweiten Bearbeitungsmaschine sowie hin zur Nadelprägung. Für den sicheren Griff beim Transport sorgt eine Greifer-Lösung der Zimmer Group für ein roboterbasiertes Handling.

Im Vordergrund dieser Teilautomation steht die Entlastung des Maschinenbedieners von zeitintensiven und monotonen Zwischenschritten, wie Zimmer hervorhebt. Dieser könne sich nun intensiver der eigentlichen Qualität beim Bearbeiten der Rohteile sowie dem Prüfen dieser widmen. Zugleich werde die Produktivität der Bearbeitungsmaschine durch den Einsatz eines kollaborativen Roboters erhöht, da sich so die Zwischenschritte im Bearbeitungsprozess verkürzen.

Bevor sich LSF für den Greifer von Zimmer entschieden hat, wurden intern verschiedene Arten von Greifern unter Laborbedingungen getestet. Die Mitarbeiter mussten einen Greifer finden, der die benötigte Greifkraft hat, Schmiedebauteile zu bewegen und gleichzeitig die Sicherheit der Mitarbeiter gewährleistet.

Doppelt hält besser

Auch wenn die intelligente Robotertechnik TÜV-zertifiziert ist und somit die offizielle Genehmigung hat, uneingezäunt in der Produktion zu agieren, ist das Team von LSF bei dem Pilotprojekt auf Nummer sicher gegangen. Das heißt, dass der dort eingesetzte Cobot zusätzlich, auch wenn dies keine Vorschrift ist, mit einem Laser abgesichert wurde. Ähnlich wie bei der Interaktionsform der Koexistenz erfasst der Laser Bewegungen in dem Aufenthaltsbereich des Roboters. Befindet sich etwas in diesem Bereich, verlangsamt sich die Bewegung des Cobots.

Neben der Sicherheit des Greifers war für die Auswahl auch die maximale Greifkraft entscheidend, welche den Anforderungen des Bauteils aus dem Pilotprojekt gerecht wird. Jeder MRK-Greifer hat nach ISO TS 15066 eine zugelassene maximale Greifkraft, welche aus Sicherheitsgründen nicht überschritten werden darf.

Die Zimmer Group verfügt eigenen Angaben zufolge derzeit über das größte zertifizierte MRK-Greiferportfolio weltweit. Durch die zusätzliche Absicherung des Laserscanners konnte jedoch ein konventioneller Greifer mit einer – in Anlehnung an die ISO TS 15066 Richtlinie – für das Bauteil höheren relevanten Greifkraft verwendet werden. Der Automobilzulieferer entschied sich final für das Modell GEP5006IL – ein elektronischer, sogenannter 2-Backen-Parallelgreifer des Greiferspezialisten. Dieser hat eine hohe Greifkraft und gleichzeitig eine mechanische Selbsthemmung bei Stromabfall, was für die Sicherheit und Leistungsfähigkeit des Greifers spricht. Zudem ist die Ansteuerung per Human-Machine-Interface (HMI) bei Zimmer-Komponenten, die an UR-Robotern im Einsatz sind, bereits in die Bedienoberfläche des Roboters integriert – ein Feature, das grundsätzlich auch bei Robotern anderer Hersteller realisiert werden kann.

Einfach zu bedienen

Bei dem Pilotprojekt lag der Fokus darauf, den Cobot effizient und flexibel in der Produktion einsetzen zu können. Daher achtete das Unternehmen bei der Auswahl auch auf eine einfache Bedienung des Roboters. Dies zeigt sich im Zusammenspiel mit dem Greifer: Gesteuert oder programmiert werden der Cobot und sein Greifer direkt durch das Roboter-Bedienpanel. Dieses ist intuitiv aufgebaut – vergleichbar mit einer App.

Der Piloteinsatz des Cobots eröffnet neue Möglichkeiten im Hinblick auf Effizienz und Flexibilität, stellt der Greiferspezialist heraus. Durch die einfache Bedienbarkeit sowie Installation des intelligenten Roboters und seines Greifers könne der Automobilzulieferer nun der steigenden Individualisierung ein Stück weit mehr gerecht werden. Insbesondere für künftige Pläne zum Einsatz der Mensch-Maschine-Kollaboration sei dies von großem Vorteil für LSF.

Wenn das Pilotprojekt sich auch in der Praxis als erfolgreich beweist, kann sich der Automobilzulieferer vorstellen, die Technologie bei sich im Hause noch stärker einzusetzen. Besonders wichtig ist dem Unternehmen hierbei jedoch, dass die Mitarbeiter von der kollaborativen Zusammenarbeit profitieren und den Maschinenbediener entlasten.

SPS: Halle 3A, Stand 251

Erschienen in Ausgabe: 08/2019
Seite: 30 bis 31