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Zusammenarbeit von Mensch und Roboter bei BMW

MRK in der Linie

Die direkte Zusammenarbeit von Mensch und Roboter soll dazu beitragen, die Automatisierung fit und flexibel genug für die intelligente Fabrik zu machen. Doch bisher war MRK vor allem viel Theorie und wenig Praxis. Das ändert sich: z.B. setzt der bayerische Autobauer BMW bereits an verschiedenen Standorten auf MRK im Linieneinsatz. Und die Historie hat gezeigt: Dort, wo die Automobilisten produktionstechnisch vorausgehen, folgen viele weitere Industriezweige.

Die nachträglich integrierten MRK-Automatisierungslösungen bei BMW in München und Dingolfing mussten sich ohne zusätzlichen Platzbedarf in die bestehenden Produktionslinien einfügen lassen. (Bild: Kuka AG)

Seit Juli 2016 ist eine MRK-Automationslösung von Kuka Systems im regulären Produktionsbetrieb des Münchener BMW-Werks, in der Mitarbeiter und Leichtbauroboter gemeinsam die Verstärkungen für Längsträger fügen. Aufgrund der Roboterunterstützung kann parallel gearbeitet werden. Wo die Taktzeit früher eine große Herausforderung darstellte, schafft die Mensch/Maschine-Lösung mit dem LBR iiwa nun Abhilfe und entlastet den Arbeiter.

Gleichbleibendes Anlagenlayout

Bei der MRK-Applikation waren die vorgegebenen Platzverhältnisse eine Herausforderung: Die MRK-Lösung sollte innerhalb der bereits bestehenden Produktionslinie nachträglich integriert werden. Im Ergebnis wurde für den Leichtbauroboter ein spezieller MRK-fähiger Greifer mit integrierten Vakuumkanälen entwickelt. Die realisierte Lösung nimmt im Vergleich zu einer Konstruktion ohne MRK nur circa ein Viertel der Fläche ein. Gemeinsam fügen Mensch und Roboter nun die Längsträger für die Autokarosse. Der Mitarbeiter legt hierzu einen Stapel Verstärkungsplatten für den Roboterassistenten bereit und danach den Längsträger in die Vorrichtung ein. Der Roboter holt sich jeweils eine Verstärkung, positioniert sie an der richtigen Stelle auf dem Längsträger und geht anschließend in Warteposition. Dann übernimmt ein Industrieroboter vom Typ KR240 und verschweißt die Verstärkungsplatte mit dem Längsträger. Zur Sicherheit des Mitarbeiters wird hierzu ein Rolltor heruntergelassen, das sich nach dem Schweißprozess wieder öffnet. Der LBR iiwa verlässt automatisch seine Warteposition und beginnt den Prozess von vorne. Musste sich der Arbeiter vorher alleine um die Verstärkungsplatten und Längsträger sowie weitere Produktionsstationen kümmern, kann er sich nun ohne Berührungsangst unterstützen lassen und die Taktzeit der Anlage halten. Basierend auf den Erfahrungen dieser Lösung kann man sich bei BMW in München gut vorstellen, auch weitere Produktionsschritte von einem rein manuellen zu einem MRK-fähigen Arbeitsplatz umzuwandeln.

Der MRK-Roboter im Karosseriebau der Münchner BMW-Produktion assistiert dem Arbeiter beim Einlegen von Längsträgern. (Bild: Kuka AG)

MRK auf engem Raum

Auch die Mitarbeiter im BMW-Werk Dingolfing haben einen neuen, sensitiven Assistenten, der sie bei monotoner und körperlich belastender Arbeit entlastet. Rund ein Jahr hat Kuka Systems gemeinsam mit BMW an dieser MRK-Lösung getüftelt. Seit Sommer 2016 läuft die Anlage im regulären Produktionsbetrieb. Während die Mitarbeiter früher bei der Montage der Vorderachsgetriebe bis zu 5,5kg schwere und nicht einfach zu greifende Ausgleichsgehäuse heben und millimetergenau einpassen mussten, übernimmt nun der Roboter diese ergonomisch anspruchsvolle Arbeit. Wie im Münchner Werk auch lag die besondere Herausforderung bei der Konzeption der Anlage im geringen Platz, der für die MRK-Konstruktion zur Verfügung stand. Sie musste sich in die Produktionslinie für die Montage von Allrad-Vorderachsgetrieben einfügen. Zwischen den vor- und nachgelagerten Stationen, in denen weitere Roboter vollautomatisiert arbeiten, blieb nur der Raum, den der manuelle Arbeitsplatz einnimmt. Die realisierte Lösung besteht aus einer schlanken Stahlbaukonstruktion in Form eines Galgens, an der ein feinfühliger Leichtbauroboter befestigt ist. Der LBR iiwa kann so hängend arbeiten, was Platz spart. Zusätzlich wurde der Greifer als Endeffektor des Roboters mit einer kantenfreien und abgerundeten MRK-Hülle versehen, sodass der Werker vor Verletzungen geschützt ist. Auch der kompakte Steuerschrank fand in der bestehenden Produktionslinie Platz und sorgt für die Schnittstelle zur Anlagensteuerung.

Zusammenarbeit von Mensch und Roboter bei BMW
Die nachträglich integrierten MRK-Automatisierungslösungen bei BMW in München und Dingolfing mussten sich ohne zusätzlichen Platzbedarf in die bestehenden Produktionslinien einfügen lassen. (Bild: Kuka AG)


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