Effiziente Automobil-Montage

Während in der heutigen Automobilproduktion Rohbau und Lackierung vollständig automatisiert sind, beinhaltet die Montage oft noch viele manuelle Arbeitsschritte. Die Mensch-Roboter-Kooperation eröffnet hier neue Möglichkeiten. ABB entwickelte ein Szenario für die sichere Zusammenarbeit von Mensch und Roboter am Beispiel des Industrieroboters IRB6640 und der Steuerung IRC5 mit der Option SafeMove.

In der Automobilproduktion werden schwere Baugruppen wie Cockpit oder Sitze heute mit Hilfe von manuell geführten Hebevorrichtungen – so genannten Manipulatoren – durch Werker eingesetzt, während weitere Kollegen zugleich am selben Fahrzeug andere Arbeitsschritte ausführen. Roboter sind in dieser Umgebung bisher nur dann wirtschaftlich einsetzbar, wenn die notwendige Fläche für Sicherheitsabsperrungen vorhanden ist und sich die Investition für eine vollständige Automatisierung lohnt. Das ist jedoch meist nur bei großvolumigen Baureihen mit langer Lebensdauer der Fall.

Weil jedoch bei allen Automobilherstellern ein klarer Trend zu kleineren Produktionszahlen pro Modell bei gleichzeitig höherer Modellvielfalt besteht, bildet die konventionelle Automatisierung heute in der Montage kaum eine realistische Option. Durch den Werker geschieht bei der Montage die notwendige Adaptivität für die Vielfalt an Modell(-Option)en. Erforderliche Hebehilfen und Manipulatoren sind jedoch oft an eine begrenzte Zahl Modelloptionen angepasst. Sie können nach einer Umstellung der Linie oft nicht mehr weiter genutzt werden. Eine zusätzliche Herausforderung an heutige Manipulatoren ist die tendenziell steigende Aufbaukomplexität der Fahrzeuge. Unter den Roboterherstellern, die eine sicherheitstechnische Überwachung ihrer Lösungen optional anbieten, beansprucht ABB mit seiner Robotersteuerung IRC5 (und der Option SafeMove) die Technologieführerschaft. SafeMove ermöglicht die personensichere Bewegungsüberwachung des Roboters und somit eine Mensch-Roboter-Kooperation in der Automobilmontage. Daher kann die Ergonomie von Arbeitsplätzen in der Montage durch einen Assistenzroboter verbessert werden. Er entlastet den Menschen und gestaltet seine Arbeit gesundheitsschonender und effizienter. Auch größere Umstellungen der Produktionslinie bereiten dem Assistenzroboter meist keine großen Probleme. Die Umrüstung reduziert sich auf eine Umprogrammierung, eventuell verbunden mit einer Anpassung des Greifers. Die Arbeitsteilung zwischen Mensch und Roboter kann der Anlagenplaner nun optimal gestalten: Der Roboter eignet sich für große Lasten und das genaue, reproduzierbare Positionieren – letztendlich eine Voraussetzung für gleichbleibend hohe Qualität in der Produktion.

Der Mensch konzentriert sich auf die Aspekte, die Überblick, Anpassungsfähigkeit und Urteilsvermögen erfordern. Und der Assistenzroboter kümmert sich um die Details des räumlich komplexen Einbauvorgangs und verhindert durch programmierte Bewegungsraumgrenzen Kollisionen mit der Karosserie. Der Anlagenplaner hat somit neue Möglichkeiten. Nun können innovative Produktionskonzepte verwirklicht werden; der gleitende Automatisierungsgrad wird absehbare Realität. Es lassen sich überschaubare, halbautomatisierte Handhabungsprozesse realisieren, die aufgrund des Sensorik- und Steuerungsaufwands nicht voll automatisierbar sind. Die Kombination aus roboterbasierter Handhabung und menschlicher „Sensorik“ schafft so hochqualitative und wirtschaftliche Produktionsprozesse.