Montage mit Robotern

Montageroboter: Die flexiblen Helfer

In der Montage spielen Roboter eine immer wichtigere Rolle. In den meisten Betrieben ist ein enormes Automatisierungspotential vorhanden. Durch ihre vielen Achsen sind Montageroboter sehr beweglich und sie können verhältnismäßig einfach für die Herstellung neuer Produkte umgestellt werden. So können auch kleine Losgrößen wirtschaftlich durch Roboter montiert werden. Durch die schnellere Montage werden kürzere Lieferzeiten erreicht und es kann besser auf Bestellschwankungen reagiert werden.

Die Roboter ersetzen sogar immer häufiger Spezialmaschinen. Denn mit Robotern werden dem Anwender äußerst flexibel einsetzbare Helfer geboten. Im Gegensatz zu Spezialmaschinen kann ein Montageroboter einfach für neue Produktionen und Tätigkeiten umgerüstet werden. Durch andere Werkzeuge oder Greifer und neue Programme kann das neue Aufgabenspektrum des Roboters völlig verschieden zu den vorherigen Aufgaben sein. Bei herkömmlichen Maschinen besteht dagegen das Risiko, dass diese für neue Produkte oder bei einer vollständigen Produktionsumstellung unbrauchbar sind.

 

Beispielanwendungen

 

Montage von Eckverbindern für die Möbelindustrie

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Die kostspielige manuelle Montage der Eckverbinder sollte durch eine vollautomatische Lösung ersetzt werden. Jeder fertige Eckverbinder besteht aus zwei symmetrischen Teilen, die mit der richtigen Orientierung aufeinander gelegt und durch Verpressen montiert werden.

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Autonomes Arbeiten oder als Werkerassistenzsystem

Es wird äußerst viel Wert auf eine sichere Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter gelegt. Denn Menschen werden nicht unbedingt vollständig aus der Montage vertrieben. Roboter dienen häufig auch als Werkerassistenzsysteme. Den Mitarbeitern werden Tätigkeiten abgenommen, welche besonders schwer sind oder auch Präzision im Mikrometerbereich verlangen.

Aber Montageroboter sind natürlich auch in der Lage über mehrere Schichten autonom zu Arbeiten. Dank der hohen Zuverlässigkeit und der geringen Störanfälligkeit des Roboters ist der Personalbedarf nur gering. Weniger als 10 Stellenprozent sind die Regel. Bei einer 8 Stundenschicht sind das 48 Minuten Arbeitszeit. Aber es werden auch deutlich weniger als 10 Stellenprozent erreicht.

Modernste Sensorik öffnet neue Türen

Durch die ständige Weiterentwicklung und Optimierung im Bereich der Sensorik öffnen sich für Roboteranwendungen neue Türen. Die Kombination verschiedener Sensoren verleihen den Montagerobotern die Möglichkeit der visuellen Wahrnehmung, einem Tastsinn und wenn nötig auch viele weitere Sinne. Dadurch, dass Roboter nahezu die gleichen Sinne wie Menschen haben können, sind den Anwendungen kaum Grenzen gesetzt.

Kraft-Moment-Sensor

Die Kraft-Moment-Sensoren haben in den vergangen Jahren immer mehr an Bedeutung gewonnen. Durch diese werden viele neue Anwendungen ermöglicht. Bei Kontaktoperationen sind Kraft-Moment-Sensoren von besonderem Vorteil. Sie können sowohl Kräfte als auch Drehmomente in allen drei Raumrichtungen messen. Durch Kraft-Moment-Sensoren interagieren Montageroboter wesentlich dynamischer mit ihrer Umgebung. Dadurch wird eine schnelle und kraftgeregelte Montage erreicht. Bevor es diese Art von Sensorik gab, war beispielsweise das verspannungsfreie Positionieren bei Einpressvorgängen ein großes Problem. Mit Hilfe der Kraft-Moment-Sensoren konnte dieses gut gelöst werden. Außerdem erfolgt darüber eine Kollisionsüberwachung und Werkstücktoleranzen können ausgeglichen werden. Beispielsweise könnte eine Mutter durch den Montageroboter auf eine Schraube am Werkstück geschraubt werden. Wenn sich die Schraube durch Werkstücktoleranzen nicht genau an der erwarteten Position befindet, kann der Roboter dies durch Kraft-Moment-Sensoren ausgleichen.

Vision-Sensoren für höchste Präzision und Schnelligkeit

Die Vision-Sensoren sind Bildverarbeitungssysteme, die ihre Umgebung visuell abtasten und die Ergebnisse auswerten. Gerade für komplexe Aufgaben lassen sich hiermit rationelle und schnelle Lösungen entwickeln.

Als beispielhafte Anwendung könnte ein Produkt, bestehend aus zwei Teilen, durch den Roboter montiert werden. Dafür könnten die Bauteile unsortiert über ein Förderband dem Roboter zugeführt werden. Der Montageroboter identifiziert mit Hilfe des Vision-Sensors das erste benötigte Bauteil und nimmt es vom Förderband. Danach lokalisiert er den gewünschten Platz, auf dem das Teil dann abgelegt wird. Als Nächstes identifiziert der Roboter das zweite Bauteil auf dem Förderband und nimmt es. Durch den Vision-Sensor ist er jetzt in der Lage genau die Stelle am ersten Bauteil zu lokalisieren, an dem das zweite Teil angebracht werden soll.