Eine Publikation der Swissprofessionalmedia AG
Ausgabe 07/2017, 13.07.2017

Roboter-Kooperation

Die MRK-Systeme GmbH hat sich auf Mensch-Roboter-kooperierende Industrielösungen spezialisiert und realisiert die direkte Zusammenarbeit zwischen Mensch und Industrieroboter ohne Schutzzaun. Das Unternehmen arbeitet primär für Kunden aus dem Maschinenbau mit Schwerpunkt Automotive. Bei BMW hat man eine solche Lösung implementiert.

Das Werk Landshut der BMW Group betreibt eine der modernsten Leichtmetallgiessereien der Welt. Für alle Modelle von BMW werden hier die Kurbelgehäuse gefertigt. Deren Qualitätssicherungsprozess sollte im Werk Landshut automatisiert werden. Allerdings bedarf es dabei weiterhin des geschulten Blicks der Mitarbeiter. Deswegen lautete der Auftrag an die MRK-Systeme GmbH: entwickeln einer Anlage, in der Mensch und Roboter direkt zusammenarbeiten.

Früher erfolgte die Qualitätsprüfung mittels eines schweren Rhönrads, mit dem das Kurbelgehäuse per Muskelkraft gedreht wurde, um es von allen Seiten auf Fehler zu untersuchen. Problematisch dabei: Das Instrument ist schwer und grossgewachsene Arbeiter mussten sich bei jedem Prüfvorgang bücken, was ihren Rücken belastete. Das Ziel war eine Applikation, welche die Mitarbeiter entlastet, einfach zu bedienen ist und kurze Taktzeiten ermöglicht.

«Die Anforderungen von BMW waren prädestiniert für den Einsatz von Robotern, da diese sehr flexibel einsetzbar sind. Bei Bauteiländerungen können sie einfach umprogrammiert werden, die Mensch-Roboter-Kollaboration sorgt für ergonomische Entlastung der Mitarbeiter und das Preis/Leistungsverhältnis stimmt», erklärt Michael Mohre. Er ist verantwortlich für den Bereich Operations bei MRK-Systeme, die ausschliesslich mit Produkten von Kuka arbeitet und war massgeblich an der Installation beteiligt.

Seit nunmehr eineinhalb Jahren stehen zwei identische Applikationen mit jeweils einem Kuka-Roboter aus der KR-Quantec-Serie vom Typ «KR 210 R 2900 prime K» an der Produktionslinie in Landshut. Jeder bietet über 210 kg Tragkraft. Ein Förderband liefert die Gehäuse in den Arbeitsbereich. Die überlagerte Steuerung wählt je nach Bauart (Drei-, Vier- oder Sechszylinder) das Programm zur Bewegungssteuerung des Roboters aus. Erreicht das Kurbelwellengehäuse den Arbeitsbereich des Roboters, steuert der Werker mittels Joystick dessen Bewegungen. Der Roboter bewegt sich auf einer vorgegebenen Bahn zum Gehäuse, schliesst den Greifer und reicht das Bauteil dem Werker, der es mittels Kaltlichtlampe auf Fehler prüft. Unterdessen hält der Roboter das rund 30 kg schwere Gehäuse sicher in der für den Mitarbeiter optimalen Höhe, bis dieser den Prüfvorgang abgeschlossen hat. Dann steuert er den Roboter samt Gehäuse zurück zum Förderband und legt das Bauteil ab.

Bei der direkten Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine steht die Sicherheit der Mitarbeiter an erster Stelle. Drei voneinander unabhängige Absicherungen sorgen für maximale Sicherheit: eine speicherprogrammierbare Steuerung (Safe-SPS) die auch den Greifer sicher steuert, eine sichere Robotersteuerung, die nur bestimmte Geschwindigkeiten in Arbeitsräumen erlaubt und ein Zustimmtaster. Damit sich der Roboter überhaupt bewegt, muss der Mitarbeiter diesen Taster gedrückt halten. Lässt er los, stoppt der Roboter augenblicklich.

Für die praktikable Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) ist einfache Bedienung entscheidend. Bei der Umsetzung wurde darauf geachtet, dass sowohl Rechts- als auch Linkshänder den Roboter leicht und intuitiv steuern können. Ausser über den Joystick-Griff kann der Bediener über ein Daumenrad zudem die Höhenverstellung des Kurbelgehäuses relativ zum Werker vornehmen. Michael Mohres Fazit nach zwei Betriebsjahren lautet: «Wir konnten die Erwartungen durchwegs erfüllen.» (msc)

BMW Group Werk Landshut
DE-84030 Landshut, Tel. +49 871-702-0
info.werk-landshut@bmw.de

Kuka Roboter Schweiz AG
5033 Buchs, Tel. 062 837 43 20
kontakt@kuka.com

MRK-Systeme GmbH
DE-86165 Augsburg, Tel. +49 821 7949 580
info@mrk-systeme.de



Zwei Roboter aus der KR-Quantec-Serie von Kuka sorgen bei BMW für einen optimalen Prüfvorgang der Gehäuse. (Bilder: Kuka)