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Der Betriebsleiter 4/2019

Der Betriebsleiter 4/2019

MONTAGE- UND

MONTAGE- UND HANDHABUNGSTECHNIK Hände für den Roboter Greifer als wichtigstes Handwerkszeug in der Roboterfertigung Im Werk Augsburg setzt Kuka einen Sechs-Achs-Roboter KR titan aus eigener Herstellung für die Fertigung des Grundgerüsts seiner etwas kleineren Artgenossen KR Quantec K und KR Fortec ein. Dabei hat der KR titan eine ganze Reihe von Handling- und Fügeaufgaben zu bewältigen. Wichtigstes Handwerkszeug sind dabei Greifer unterschiedlichster Ausprägung. Mit einem Eigengewicht von 5 t und einer Reichweite von bis zu 3,6 m bewegt der Schwerlastroboter KR 1000 titan sicher und präzise schwerste Bauteile und Komponenten auch über große Distanzen. Die Wiederholgenauigkeit des Roboters liegt, trotz seiner erstaunlichen Lastaufnahme von 1 300 kg, bei imposanten ± 0,1 mm und lässt damit selbst schwerste Bauteile zu hochpräzisen Komponenten werden. Im Kuka-Werk Augsburg fertigt der orangene Riese in einer Zelle das Grundgerüst seiner etwas kleineren Artgenossen: unter anderem den Konsolroboter KR Quantec K und den Schwerlastroboter KR Fortec. Dabei hat er eine ganze Reihe von Handling- und Fügeaufgaben zu bewältigen. Der Koloss saust dafür auf einer Schiene eine Strecke von mehreren Metern mit einer maximalen Geschwindigkeit von 1,45 m/s entlang, um sich mit den einzelnen Werkstücken zu versorgen. Er dreht sich dabei auch mit einer Riesenlast noch locker um die eigene Achse und in alle Himmelsrichtungen. Bei der sogenannten Achse-1-Montage wird das Grundgestell auf das Karussell des zukünftigen Roboters montiert. Das Karussell ist für die Drehbewegung des Roboters (Achse A1) verantwortlich und ist mit dem Grundgestell über ein Getriebe verbunden. Das Grundgestell bildet die Basis des Roboters. An ihr befinden sich die Schnittstellen zwischen der Robotermechanik und der Steuerung. Ist das Grundgestell mit dem Karussell verbunden, werden die zwei gefügten Teile von zwei Mitarbeitern in Empfang genommen. Die zwei Teile erhalten sie von einer Art Drehtisch, der diese nach dem letzten Arbeitsgang des Titanen automa- tisch und sicher in Wechselvorrichtungen fixiert freigibt. Der Drehtisch besteht aus speziell entwickelten 3-Achspositionierern, die zweimal zwei Tonnen Traglast aufnehmen können. Nach dem finalen Verschrauben und einer Endkontrolle wird der unfertige Korpus des zukünftigen Roboters dann zur nächsten Arbeitslinie weitergeleitet. Mit einer Inselfertigung fing es an Bis zum Jahr 2013 fertigte man im Augsburger Werk die Roboter in einer Inselfertigung. Während früher die Mitarbeiter alle Arbeitsschritte händisch an nur einem Robotertyp vollzogen, können jetzt in der Linienfertigung mit dem KR titan gleich mehrere Robotertypen gefertigt werden. Da ein Hantieren der Werker mit großen Gewichten entfällt, reduziert sich auch die Zahl der Krankheitsausfälle bei den Mitarbeitern. Ein weiterer Vorteil: Während früher die Mitarbeiter pro Schicht an eine Anlage gebunden waren, wird die Arbeit nun durch die Automatisierung entzerrt. Vor der Um- 02 Autor: Gregor Neumann, Medien & Kommunikation, Zimmer Group, Ettlingen 01

MONTAGE- UND HANDHABUNGSTECHNIK Die Greifer und ihre Aufgaben n ein Kombi-Getriebegreifer für drei Robotertypen n ein Spezial-Getriebegreifer n vier Grundgestellgreifer n sieben Karussell-GEO-Greifer zum Fügen des Getriebes an das Karussell und zum Fügen des Grundgestells an das Getriebe n ein Grundgestell-GEO-Greifer zum Fügen des Getriebes an das Grundgestell und zum Fügen des Karussells an das Getriebe n ein Spezial-Karussellgreifer n ein Palletiergreifer für die sehr schwere Fortec-Achse 1 n ein Wechselgreifer für die verschiedenen Vorrichtungen (11 Wechselvorrichtungen am Vorrichtungsbahnhof oberhalb der Anlage) 03 Die Greifer und alle an der Produktion beteiligten Komponenten sind miteinander und mit der Kuka-Cloud vernetzt stellung waren die Rüstzeiten deutlich höher und die Mitarbeiter mussten die mehrere hundert Kilogramm schweren Teile mit Unterstützung eines Krans manuell auf die Arbeitsfläche laden und präzise ausrichten. Die Gefahr, die teuren Teile beim Be- oder Wichtigstes Handwerkszeug für die Montage seiner Artgenossen stellen für den KR titan die verschiedenen Greifer dar. Mit Wechsel-Greifern der Zimmer Group aus Rheinau handhabt der Augsburger Kraftprotz die verschiedenen Roboterteile und die Wechselvorrichtungen und tauscht auch die von Kuka-Experten gefertigten typspezifischen Fügevorrichtungen aus. Insgesamt 17 verschiedene Greifer sind dabei im Einsatz – vom klassischen 2-Backen- Greifer bis hin zum komplexen Greifersystem. Am sogenannten Greiferbahnhof nimmt sich der Schwerlastroboter einen speziellen Greifer oder legt einen Greifer an einem freien Magazinplatz ab. Dies kann Insgesamt 17 verschiedene Greifer sind im Einsatz – vom klassischen 2-Backen-Greifer bis hin zum komplexen Greifersystem z. B. zu Beginn und am Ende einer Handling-Aufgabe erfolgen. Die Beweggründe von Kuka, für diese besonderen Aufgaben Zimmer-Greifer zu verwenden, sind vielfältig. Markus Keese, Teamleiter Projektierung und Kalkulation bei Kuka, führt dabei unter anderem die erfolgreichen kleineren, realisierten Automatisierungsprojekte in der zerspanenden Fertigung im Vorfeld an, mit der die Zimmer Group bereits mit ihrer Greiftechnologie punkten konnte. Dies war der Grund, warum Kuka beschloss, die Zimmer Group auch in einer Pre-Engineering-Phase des Projektes „Achse 1“ einzusetzen. „Die Handling- und Fügeaufgaben, die für verschiedene Robotertypen bei der Achse-1-Montage zu lösen waren, erforderten bei der Greiftechnologie ein großes Knowhow und die Bereitschaft, sich in verschiedene sehr knifflige Situationen reinzudenken, um dann beste Lösungen in enger Absprache mit allen anderen Gewerken zu suchen. So hat Zimmer im Projekt dann auch komplexe GEO-Greifer entwickelt, die halfen, das anspruchsvolle automatisierte Fügen der Achsen zu realisieren“, berichtet Markus Keese. Die Zimmer Group konnte sich in dieser Pre-Engineering-Phase aufgrund ihrer Kompetenz entscheidend von Marktbegleitern abheben und so entschied sich Kuka dann auch, die komplette Greifertechnologie – immerhin 17 Wechselgreifer für den KR titan – zu beauftragen. „Die Firma Zimmer zeichnete sich in der Realisierung als sehr zuverlässiger und kooperativer Partner aus, die Kuka mit ihrer großen Fachkenntnis bei der Greiftechnologie half, die sehr anspruchsvolle Zelle in kurzer Zeit erfolgreich zum Einsatz zu bringen“, so Markus Keese weiter. Entladen mit dem Kran zu beschädigen, entfällt, und es entsteht praktisch kein Ausschuss mehr. Der KR titan benötigt für alle Handling-Tätigkeiten nur noch wenige Minuten. Somit konnte auch die Produktivität entscheidend erhöht werden. Großer Bahnhof für die Greifer 01 Bei der Fertigung des Grundgerüsts seiner etwas kleineren Artgenossen hat der KR titan eine ganze Reihe von Handling- und Fügeaufgaben zu bewältigen 02 Einer der insgesamt 17 verschiedenen Zimmer-Greifer, die bei der Roboterzelle im Einsatz sind Smart produzieren Bis in die einzelnen Greifer hinein wird bei Kuka mittels SmartProduction alles überwacht. Neben den Greifern sind alle an der Produktion beteiligten aktiven Komponenten miteinander und auch mit der Kuka Cloud vernetzt. Die Daten werden in der sogenannten Kuka Connectivity Box zusammengeführt und dann an die Cloud weitergegeben. In der Cloud werden neben einer Datenverarbeitung und –speicherung sämtliche Daten der Maschinen, des Roboters und auch des einzelnen Greifers aufgearbeitet und dem Kuka-Mitarbeiter visuell auf Dashboards übersichtlich dargestellt. Dies erlaubt allen Beteiligten volle Transparenz und Kontrolle über den kompletten Produktionsprozess. www.zimmer-group.de Im Fokus Effizienz Nachhaltigkeit Sicherheit Der Betriebsleiter 4/2019 25

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