Hand in Hand mit einem Roboter
Kollaborierende Roboterlösung für ZKW
24.06.2021
Die ZKW Group ist ein österreichischer Hersteller von Beleuchtungssystemen und gilt als Spezialist für innovative Premium-Lichtsysteme und Elektronik. Das Leistungsspektrum des Unternehmens umfasst die Entwicklung und Produktion von komplexen Premium-Beleuchtungen und Elektronikmodule für internationale Automobilhersteller. Zu den Top-Produkten zählen leistungsfähige und kosteneffiziente Komplett-LED-Systeme. Zum 360-Grad-Angebot des Unternehmens zählen Haupt- und Nebelscheinwerfer, Rückleuchten, Blinkleuchten, Innen- und Kennzeichenleuchten sowie Elektronikmodule. ZKW zählt mit seinen weltweit knapp 10.000 Mitarbeitern und insgesamt 12 Unternehmensstandorten zum Systemlieferant für namhafte Automarken wie Volkswagen, Daimler, BMW, MAN, Ford, General Motors u.v.m.
Mit Spörk Antriebssysteme zur Lösung nach Maß!
Für die Fertigung eines neu entwickelten Produktes, sollte zu den bisher vorhandenen Roboterfertigungslinien eine kollaborierende Lösung erstmalig zum Einsatz kommen. Dabei stand die Automatisierung einer kollaborierenden Schraubanwendung (Mensch-Roboter Aktion) für ein Leuchtenband im Vordergrund.
Da eine kollaborierende Lösung für die Fertigung bei ZKW das erste Mal geplant und umgesetzt wurde, wurden hierzu die Spezialisten von Spörk und Yaskawa ins Boot geholt und mit der Auslegung & Berechnung sowie Ausführung und kompetenter Beratung im Bereich Robotik beauftragt. Dies beinhaltete die detaillierte Planung, die Programmierung und Installation vor Ort beim Kunden, umfangreiche praktische Tests sowie die fachliche Einschulung der Anwender und Inbetriebnahme.
Die besondere Herausforderung bei diesem Projekt lag in der Prüfung der Machbarkeit und Umsetzung der notwendigen Anforderungen an den Roboter, wo natürlich auch der sicherheitstechnische Aspekt nicht außer Acht gelassen werden durfte! Diese automatisierte Schraubanwendung musste ohne jegliche Schutzumhausung, Sicherheitszaun oder Lichtgitter einsetzbar sein. Hier entschied man sich nach Prüfung aller notwendigen Anforderungen für einen kollaborierenden Roboter HC10 von YASKAWA.
Die Vorgabe war eine Verschraubung von mindestens 9 Schrauben in einem Leuchtenband innerhalb einer Taktzeit von maximal 70 Sekunden unter Beachtung der Richtlinien für Mensch-Roboter Interaktionen. Das Leuchtenband wird händisch vom Bediener in die dafür vorgesehene Haltevorrichtung eingelegt. Nach Fixierung des Bandes, erteilt der Bediener durch Betätigung eines Freigabetasters die Arbeitsfreigabe für den Roboter. Nun werden zusätzliche Anbauteile vom Bediener manuell eingelegt. Der Roboter beginnt die verschiedenen Positionen der Schraublöcher anzufahren, die Schrauben werden vereinzelt und pneumatisch dem Schrauber des Roboters zugeschossen und vom Roboter festgeschraubt.
Dies erforderte eine detaillierte Berechnung und Auswahl der passenden Komponenten – vom Schrauber bis zur sicherheitstechnischen Auslegung der Gesamtanlage. Das gesamte Robotersystem wurde auf einem Universalschraubtisch aufgebaut.
Kollaborierende Robotersysteme fallen unter den Geltungsbereich der EG Maschinenrichtlinie 2006/42/EG.
Aufgrund dieser konzeptionellen Umsetzung, ergaben sich für ZKW nicht nur eine erhebliche Platzersparnis aufgrund der nicht benötigten Einhausung, sondern auch eine Erhöhung der Produktivität durch den kollaborierenden Betrieb. Weiters konnte eine markante Kostenersparnis im Bereich der Sicherheitstechnik erzielt werden, da keine Investitionen für zusätzliche sicherheitstechnische Ausrüstung getätigt werden mussten. Aufgrund der integrierten Kraft- & Momenteüberwachung des HC10 in jeder Achse, war dieses Sicherheitsfeature bereits Standard.
Konzeptionell wurde der Universalschraubtisch so flexibel konstruiert, dass eine Umrüstung auf eine andere Fertigungslinie ohne große Umbauten jeder Zeit möglich ist. Dies erspart wiederum Zeit und Kosten für den Kunden!
Aufgrund des von der Firma ZKW in die Firma Spörk gesetzten Vertrauens, war es möglich, die Kompetenz und das Know-how von Spörk erfolgreich einzusetzen.
Dieses Projekt erforderte ein hohes Maß an technischem Wissen & Präzision in der Umsetzung – vor allem im sicherheitstechnischen Bereich. Ein reibungsloser Kommunikationsfluss und die gute Zusammenarbeit zwischen ZKW und Spörk, individuelle Lösungsfindungen sowie kundenorientierte Optimierungsvorschläge, machten die technischen Aufgabenstellungen zum gelungenen Projekt.