Produktionsoptimierung

Wenn Roboter Roboter bauen

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In wenigen Schritten zum fertigen Gelenk

In der Fertigung bei Universal Robots sind die UR3-Roboter auf vier identischen Montagelinien direkt auf den Arbeitstischen installiert. Dort erledigen sie alle Schraubaufgaben für die Montage von Getriebe und Flansch in den Gelenken, aus denen jeder UR-Roboterarm aufgebaut ist. Jedes dieser Gelenke setzt sich wiederum aus einem Gehäuse, einem Getriebe, einem Motor und einem Encoder zusammen.

Für ihre Aufgaben sind die UR3-Roboter jeweils mit einem integrierten Schraubendreher, einem Laser-Messgerät und zwei Schraubenförderern ausgestattet, die für die Montage von Getriebe und Flansch je zwei unterschiedliche Sorten von Schrauben enthalten. Im Betrieb folgt jeder Roboter einem rotierenden Getrieberad und nimmt in der Bewegung die jeweils benötigten Schrauben selbstständig auf, setzt sie ein und schraubt sie schließlich fest.

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In der Montage befestigen die UR3-Roboter mittels ihres Schraubendrehers zunächst das Getriebe mit zwölf Schrauben im Inneren des Gelenkgehäuses. Das Getriebezentrum des UR3-Montageroboters steuert ihn während dieses Schrittes um die eigene Achse, damit keine eventuellen Späne in das offene Getriebe fallen. Ist dieser Prozess abgeschlossen, gibt das Touchpad, mit dem der UR3 gesteuert wird, dem Mitarbeiter am Arbeitstisch über ein Signal Bescheid.

Der Arbeiter bringt daraufhin den Ring aus Kunststoff, den Flansch und die Spindel des Getriebes manuell im Gelenk an. Anschließend drückt er auf dem Bildschirm des Touchpads auf «Start» und der Roboter übernimmt wieder die weitere Montage: Er führt Messungen durch, holt neue Schrauben und bringt den Flansch mit 16 Schrauben in einem genau definierten Kreuzmuster an, sodass das Getriebe korrekt zentriert ist. Die Getriebeteile und der Flanschausgang müssen exakt zentriert zueinander stehen, da das Getriebe sich im späteren Betrieb ständig dreht und unter Spannung steht.

Den Einbau dieser insgesamt 28 Schrauben je Robotergelenk schafft ein UR3-Roboter in etwa vier Minuten. Währenddessen hat der Monteur am Arbeitstisch Zeit, das nächste Gelenk zur Montage vorzubereiten.

Für die Entwicklung der Schraublösungen, die nun an den UR3-Robotern bei Universal Robots im Einsatz sind, zeichnen die Gesellschaften Teknologisk Institut und Pehama verantwortlich. Die Ausarbeitung erfolgte jedoch in enger Zusammenarbeit mit dem dänischen Roboterhersteller. So waren Mitarbeiter von Universal Robots an jeder Entwicklungsphase beteiligt. «Unsere Mitarbeiter waren dadurch in der Lage, kleinere Fehler oder Probleme, die die Roboter in der Phase ihrer Inbetriebnahme hatten, eigenständig zu lösen. Das war ein enormer Vorteil im Hinblick auf eine effiziente Produktion. Wenn eine Maschine ausfällt oder fehlerhaft arbeitet, muss in der Regel ein Techniker gerufen werden. Das ist bei uns nicht der Fall. Stattdessen können unsere Monteure die Probleme selbst beheben, sodass die Produktion schnell wieder in Gang kommt», sagt Kurt Hansen.

Mit eigenen Robotern in eine erfolgreiche Zukunft

Bei der Implementierung der UR-Robotertechnologie in der eigenen Produktion ging es Universal Robots nicht nur darum, seine Mitarbeiter vor stark repetitiven oder belastenden Aufgaben zu schützen. Das Unternehmen hat damit vor allem auch eine nachhaltige Lösung zur Optimierung seiner Produktionsabläufe geschaffen. Im Ergebnis steht ein erfolgreicher Business Case.

Troels Hornsved, Direktor Supply Chain bei Universal Robots, fasst zusammen: „Der Einsatz der UR3-Roboter soll sicherstellen, dass Material und Maschinen in unserer Montage mit einem Maximum an Effizienz eingesetzt werden und unsere Produktion ohne Unterbrechungen und Engpässe abläuft. Dadurch, dass wir die zeitaufwendigen Schraubarbeiten bei der Gelenkmontage automatisiert haben, setzen wir die Möglichkeiten unserer kollaborierenden Robotertechnologie optimal für uns ein. Mitarbeiter und Roboter arbeiten auf einer Ebene zusammen, anstatt dass die Roboter abseits in einer Ecke stehen. Das macht die Mensch-Roboter-Kollaboration ja letztendlich aus: Roboter sollen für diejenigen Aufgaben verwendet werden, in denen sie gut sind – wie sich wiederholende oder körperlich belastende Aufgaben – und wir Menschen sollen das tun, in dem wir gut sind – wie kreative und abwechslungsreiche Arbeiten. Genau darin sehen wir die Zukunft und wir gehen davon aus, dass wir künftig noch mehr Roboter in unseren Produktionslinien einsetzen werden.” -sbo- SMM

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