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Ausgangslage / Aufgabenstellung |
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| Hinsichtlich der Verknüpfung von Zulieferwerken der AIXAM MEGA-Gruppe, zu der CARmetal gehört, muss das Unternehmen pro Tag eine festgelegte Stückzahl Karosserierahmen bereitstellen. Daher, und wegen steigender Produktionsmengen, wollte der Automobilhersteller in eine moderne Roboterzelle investieren. Kurze Zykluszeiten, realisiert durch ein hohes Beschleunigungsvermögen, ein präzises Handling und eine permanente Verfügbarkeit sollten die erforderliche Effizienzsteigerung ermöglichen. Bei der Auslegung der Zelle waren auch der künftige Zwei-Schicht-Betrieb und die geplante Verdoppelung der Fertigungsrate zu berücksichtigen. | |
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Realisation / Lösung |
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 | | Schweißen von Aluminium-Karosserien |
CARmetal entschied sich für zwei KUKA-Roboter KR 30L15, die vier manuelle Schweißplätze ersetzten. Die Roboter schweißen Aluminiumrahmen nach dem MIG-Impuls-Schweißverfahren mit vier bis zwölf Zentimeter langen Schweißnähten. Zuvor montieren andere Bearbeitungszellen Unterbaugruppen, beispielsweise den Boden und die Seitenteile, die dann an die Roboterzelle übergeben und dort zu Rahmen zusammengeschweißt werden. Zu diesem Zweck legen Mitarbeiter die Unterbaugruppen auf die Fertigungsgestelle, wo sie pneumatische Niederhalter in der korrekten Lage fixieren. Als abschließende Prozessstufen folgen die Qualitätskontrolle und das Lackieren.
Eine imaginäre Linie, auf der die KR 30L15 aufgestellt sind, trennt die Roboterzelle zentrisch in zwei Bearbeitungshälften. Auf beiden Seiten, die sich durch Metallrolläden von den Robotern separieren lassen, stehen zwei Drehkipp-Positionierer (DKP). Jeder Roboter schweißt in jeder Hälfte das auf dem ihm zugeordneten DKP liegende Material. Daher können beide Roboter jeweils auf einer Seite einen Rahmen schweißen, während die DKP auf der anderen Seite manuell be- und entladen werden.
Da die KR 30L15 mit je sechs Achsen und die einzelnen DKP mit zwei Achsen zum Drehen und Kippen ausgestattet sind und jeder Roboter zwei DKP bedient, muss jede Robotersteuerung die Bewegungen von zehn Achsen exakt aufeinander abstimmen und gleichzeitig, in dem engen Arbeitsraum, eine Kollision der Roboter untereinander vermeiden. Ferner schicken die Robotersteuerungen entsprechende Signale an die Schweißsteuerung, die daraufhin den Schweißprozess über die Stromstärke und Gaszufuhr regelt. | |
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Systemkomponenten / Auftragsumfang |
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- zwei KUKA-Roboter KR 30L15
- zwei PC-basierende KUKA-Robotersteuerungen einschließlich Control Panel mit vertrauter Windows-Oberfläche
- Simulation mit der Software RobCAD, um die Zugänglichkeit aller Karosseriepunkte zu testen. Das gilt auch im Hinblick auf die Bewegungsabläufe der Roboterhand mit dem Schweißbrenner unter engen räumlichen Verhältnissen. Überdies simulierte RobCAD das Zusammenspiel zwischen den Robotern und den Dreh- und Kippachsen der DKP.
- Roboterprogrammierung
- Inbetriebnahme
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Ergebnis/Erfolg |
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- Kurze Zykluszeit
Bei der Konzeption der Roboterzelle stand eine extrem kurze Zykluszeit im Vordergrund. Den verlangten schnellen Takt realisieren die Roboter durch hohe Beschleunigungswerte.
- Mehr Qualität
Durch ihre präzise Arbeit garantieren die Roboter eine hohe Schweißqualität. Dazu gehört auch, dass sie aufgrund ihrer großen Reichweite alle Punkte erreichen.
- Hohe Verfügbarkeit
Da die Konzeption der Roboterzelle bei Störungen kein ersatzweises manuelles Handling vorsieht, hat die Verfügbarkeit der Roboter höchste Priorität. Deshalb schuf die Tatsache, dass KUKA Roboter in Deutschland mit namhaften Unternehmen wie Audi, Daimler-Chrysler und VW kooperiert, eine solide Basis für eine vertrauensvolle Zusammenarbeit.
- Schnelle Amortisation
Da wegen der Umstellung eine merkliche Effizienzsteigerung zu erwarten ist, rechnet CARmetal mit einer sehr schnellen Amortisation der Roboterzelle.
- Viel Sicherheit
Die Sicherheitsvorhänge zwischen den Bearbeitungshälften der Roboterzelle lassen sich nur öffnen, wenn die zwischen den KR 30L15 angebrachten Sensoren melden, dass die Roboter in ihrer Platz sparenden Parkposition verharren. | |
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