Cobot optimiert Bauteilvalidierung

FKT ist ein zertifizierter Entwicklungs- und Systemlieferant im Premiumsektor der Automobilindustrie. Als mittelständisches Familienunternehmen mit 200 Mitarbeitern liegt der Tätigkeitsschwerpunkt im Bereich der Entwicklung, Produktion und Montage von Beschattungssystemen, Cargo Management-Systemen, Laderaumabdeckungen und Windschotts für Cabrios. Dabei steht eine hohe Fertigungstiefe im Vordergrund.

Ein wichtiger Aufgabenbereich bei der Entwicklung im Automobilsektor ist die Validierung von Baugruppen in Form von Stresstests wie Dauerläufen und Kraftmessungen. Hierbei müssen die Prüflinge gemäß Kundenanforderung unter anderem mehrere tausend Betätigungszyklen durchlaufen. Dieser Prozess dauert mitunter mehrere Tage.

In der Vergangenheit wurde dies entweder manuell durchgeführt oder durch den Bau von aufwändigen Vorrichtungen mit Pneumatik-Zylindern welche über eine SPS angesteuert werden. Bei der manuellen Betätigung oder Kraftmessung ist stets der Mensch als durchführendes Element eine nicht zu unterschätzende Einflussgröße auf die Ergebnisse.

Um den Vorgang dieser Stresstests effizienter und wiederholgenauer zu gestalten, wurde nach einer flexiblen und einfach zu handhabenden Lösung gesucht.

Bei der Recherche stieß das Team unter anderem auf  kollaborative Roboter (Cobots), die man auch ohne tiefgehende Vorkenntnisse einfach in Betrieb nehmen kann. Verschiedene Anbieter und Hersteller von Cobots wurden anschließend verglichen. 
Nach einer Live-Demo bei FKT, durch das stimmige Gesamtpaket mit einem „Plug-and-Play“ Ökosystem und der intuitiven Bedienbarkeit fiel die Wahl auf den Universal Robots UR5e.

Für maximale Flexibilität wurde der UR5e auf einen Arbeitstisch montiert. Dieser verfügt über ein Rastersystem, das zur Positionierung der unterschiedlichen bauteilbezogenen Prüfgestelle genutzt werden kann. Durch die Anbringung des J&K Schnellwechselsystems am Flansch des Cobots 
kann je nach Bedarf binnen kürzester Zeit ein Wechsel des Endeffektors durchgeführt werden. Mit dem Schnellwechselsystem und einfacher Adapterplatten lassen sich auch Messinstrumente, wie Kraftmessdosen am Cobot problemlos nutzen. Die intuitive und einfache Programmierung ermöglicht es, innerhalb weniger Minuten einen Prüfablauf zum Auf- und Zuklappen von Cabrio-Windschotts zu erstellen. Der über eine Funktion integrierbare Zähler im Prüfprogramm stoppt nach Erreichen der Soll-Betätigungszahl automatisch den Prüfablauf. 
Wird im Anschluss eine lineare Kraftmessung benötigt, kann auch dies ohne großen Aufwand durchgeführt werden. Hierzu werden über das Programm die X- und Y-Achsen gesperrt, was eine lineare Bewegung nur über die Z-Achse erlaubt. Damit kann eine falsche Messung, verursacht durch den menschlichen Einflussfaktor fast vollständig verhindert werden.  

Durch den Einsatz des UR5e konnten sowohl die vorgelagerten Aufwände, wie Konstruktion einer teilautomatisierten Prüfeinheit vermieden und auch der Zeitaufwand für Mitarbeiter der Qualitätssicherung reduziert werden. Außerdem haben sich die Wiederholgenauigkeit und Qualität der Validierungsergebnisse deutlich verbessert.