Die rasante technische Entwicklung, steigende Kundenerwartungen und der hohe Konkurrenzdruck am Markt bringen Automobilhersteller unter Druck. Um Produktionslinien kompakt zu gestalten und die Kosten der Fahrzeugproduktion zu senken, kommen Industrieroboter zum Einsatz. Automobilmontagelinien gehören zu den faszinierendsten Beispielen der Robotisierung.
Was können Roboter?
Die Roboter kommen täglich in verschiedensten Produktionsumgebungen zum Einsatz. Leiterrahmen werden vollautomatisch in langen Montagelinien verschweißt, Es gibt komplette Linien für Kfz-Ladesteckdosen von Elektroautos. Auch der komplexe Einbau eines Batteriepacks in ein Auto erfolgt nur durch Roboter. Vom Erfassen, Ausrichten und Rotieren der Ladungsträger bis zur Endmontage. Eine genaue Platzierung, korrekte Messungen und eine präzise Roboterführung sind Voraussetzung.
Roboter übernehmen aber auch das automatische Auffüllen mit Scheibenflüssigkeit oder stecken Modulverbindungen bei Hochvoltbatterien. Ein kollaborierender Robot – ein sogenannter Cobot – schraubt Klimakompressoren an Motorblöcke. Kollaborative Robotik erfolgt in vier Schritten: Simplifizierung, Standardisierung, Automatisierung und schließlich Autonomisierung.
Anforderungen
Moderne Roboter lassen sich flexibel und präzise einsetzen und können beispielsweise an verschiedenen Motortypen arbeiten. Sie sind platzsparend gebaut, einfach zu integrieren und erledigen Tätigkeiten mit höchster Präzision. Sie haben nur minimale Wartungsansprüche und kollaborieren sicher und effizient mit den Werkern. Die Roboter lassen sich leicht – beispielsweise über ein übersichtliches Touchpanel – programmieren. Auch Mitarbeiter ohne spezielle IT-Kenntnisse können sie bedienen.
Um jederzeit höchste Präzision zu gewährleisten, benötigen Mitarbeiter detaillierte Einblicke in die Abläufe. Moderne Software liefert den Gesamtüberblick, mittels Service-Tools kann jeder Schritt der Prozesse verfolgt und analysiert werden. Alle Daten des Roboters sind aufgezeichnet, so lassen sich im Nachgang Arbeitsgänge weiter optimieren.
Manche Roboter verfügen über eine Blackbox, jeder Zustand in der Vergangenheit kann wiederhergestellt werden. Bei einem Fehler können sämtliche Arbeitsschritte – man spricht von einem digitalen Schatten – exakt zurückverfolgt werden. Die relevanten Daten und Positionen sind festgehalten, die Ursache für den Fehler lässt sich exakt ermitteln und abstellen.
Mensch und Maschine
Ziel der Roboterautomatisierung ist es nicht, die Mitarbeiter zu ersetzen. Roboter werden eingesetzt, wenn die Mitarbeiter für die Tätigkeiten zu wertvoll sind. Sie eignen sich besonders für Aufgaben aus dem Bereich der vier D´s.
- Dirty: schmutzige und unhygienische Aufgaben
- Dull: monotone und langweilige Aufgaben
- Dangerous: gefährliche Aufgaben
- Dear: Aufgaben, bei denen Fehler kostspielig sind
Aufgaben, die potenziell ein Robot erledigen kann, sind Vorgänge, die ein Mensch mit geschlossenen Augen erledigt. Teile zusammenfügen, bearbeiten oder montieren – solche Arbeiten lassen sich ideal roboterisieren. Die Taktung ist nicht unbedingt schneller aber der Roboter arbeitet 24/7. Der Werker kann sich um andere Tätigkeiten kümmern. Auch einfache Jobs werden komplexer, anspruchsvoller und vielfältiger.
Nach einer erfolgreich abgeschlossenen Risikobeurteilung steht einer sicheren Mensch-Roboter-Kollaboration nichts mehr im Weg. Unergonomische Tätigkeiten übernimmt die Maschine, für die Mitarbeiter wird die Arbeit weniger beschwerlich. In vielen Montagelinien arbeiten Menschen und Roboter Seite an Seite. Der Roboter schraubt beispielsweise an beiden Seiten des Fahrzeugs. Der Mitarbeiter – ohne behindert zu werden – führt gleichzeitig andere Montagearbeiten aus. Die Geschwindigkeit wird immer dem Arbeitstempo der Mitarbeiter angepasst.
Vorteile
Roboter steigern die Qualität der Produktionslinien, stehen für eine hohe Ausfallsicherheit und eine spürbare Entlastung des Werkers. Die Kosten verringern sich, die geometrische Toleranz verbessert sich. Bei steigenden Stückzahlen kann eine vollautomatisierte Line problemlos skaliert werden.