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Artikel und Hintergründe zum Thema

Montage-Cobot

Andreas Mühlbauer,

Cobot für den schnellen Takt

Die Voith Group fertigt Antriebselemente für Nutzfahrzeuge, die weltweit auf Straßen und Schienen fahren. In der Montagelinie für verschleißfreie Bremsen sorgt ein UR5e von Universal Robots für eine flexible Produktion und verkürzte Taktzeiten.

Ein Cobot von Universal Robots sorgt in der Produktion von Voith in Bayern für verkürzte Taktzeiten. © Universal Robots

In Garching stellt Voith überwiegend Antriebselemente für den Straßen- und Schienenverkehr her. Hier sichert eine Kombination aus innovativer Technologie und langjährigem Wissen die Produktion. Das Erfolgsrezept des Konzerns liegt darin, stetig neue Optimierungspotenziale zu identifizieren und die eigenen Produktionsprozesse zu überdenken. Das ist nicht zuletzt aufgrund der wachsenden Anforderungen des Marktes notwendig: „Unser Sektor wurde vor einigen Jahren noch stark vom Seriengeschäft geprägt – wir hatten stabile Auftragseingänge“, sagt Steffen Krippendorf, Senior Vice President Plant Cluster AtO im Werk Garching. „Mittlerweile sind wir immer mehr projektgetrieben und müssen flexibler auf Kundenaufträge reagieren, da sich Produktzyklen verkürzt und -varianten vervielfältigt haben. Kundenwünsche sind immer weniger planbar. Die Automatisierung war in unserem Werk die einzig logische Antwort auf diese Herausforderungen.“

Modernste Automatisierungstechnologien gewährleisten eine hohe Qualität sowie kurze Taktzeiten. Zu Beginn waren dabei ausschließlich klassische Industrieroboter im Einsatz. Mit der Zeit zeigte sich jedoch, dass die Lösungen immer kurzfristiger auf neue Anforderungen reagieren mussten. „Wir brauchten einen Roboter, der einfach zu implementieren und zu bedienen ist, damit wir ihn schnell an neue Aufträge anpassen können“, sagt Mustafa Kandemir, Supervisor Assembly Development. „Zusätzlich sollte er sich nahtlos in das Produktionsdesign einfügen, ohne dass wir dafür die Montage- oder Fertigungslinien ändern müssten.“ Die Cobots von Universal Robots waren aufgrund der definierten Anforderungen die erste Wahl.

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Vom Engpass zum Taktgeber

Seit einigen Monaten unterstützt ein UR5e von Universal Robots die Mitarbeiter an der Montagelinie für verschleißfreie Bremsen, sogenannte Retarder. Die mit Wasser betriebenen Bremsen werden in Nutzfahrzeugen wie Lkw verbaut. Der Roboterarm verbindet an der Haupt-Montagelinie, die bisher als Engpass galt, drei Baukomponenten für die Bremsen. Dafür entnimmt er im ersten Schritt eine Feder und legt sie in eine Zwischenablage. Anschließend greift der UR-Cobot eine von zwei Anschlagsvarianten und hebt sie in eine Prüfstation. „Da wir zwei Typen von Anschlägen haben, ist beim Cobot eine Messvorrichtung montiert, die den Durchmesser ermittelt“, erklärt Kandemir. „So identifiziert der UR5e den korrekten Typ und wählt ihn für die Weiterverarbeitung aus.“ Im letzten Schritt entnimmt der Cobot eine Zentralschraube und fügt alle drei Teile zusammen, bevor er sie in die automatisierte Schraubstation nebenan legt. Für das Aufnehmen der unterschiedlichen Werkteile ist am Roboterarm ein Greifer von Robotiq angebracht. „Die Finger des Endeffektors konnten wir anpassen, sodass der UR5e alle Komponenten sicher und präzise bewegen kann“, sagt Kandemir. Peripheriegeräte wie die im UR+-Ökosystem angebotenen Komponenten erweitern das Einsatz- und Leistungsspektrum der Roboter und ermöglichen es, Anwendungen individuell zu automatisieren. Heute benötigt der Roboterarm bei Voith für den gesamten Fügeprozess nur 25 Sekunden. „An der Station herrscht ein hohes Tempo, da wir klar definierte Vorgaben für die Taktzeiten haben. Dank der Automatisierungslösung können wir diese wieder problemlos einhalten“, sagt Kandemir.

In wenigen Minuten umgerüstet

Bevor der Cobot die Fügetätigkeit übernahm, mussten seine menschlichen Kollegen die monotone und unergonomische Arbeit verrichten. Auf lange Sicht können die Bewegungen durch ungünstige Haltungen zu gesundheitlichen Schäden führen. „Zusätzlich war der Zeitdruck an dieser Station sehr hoch und die Tätigkeit nicht besonders abwechslungsreich“, sagt Osman Kizilkaya. Der Supporting Process Optimizer arbeitet regelmäßig mit dem Roboter zusammen. „Der Cobot ist für uns Mitarbeiter eine große Entlastung. Uns hat dabei vor allem die einfache Programmierung überrascht. Ohne Vorkenntnisse kann jeder von uns den Cobot in Betrieb nehmen und anpassen. Die schnellen Erfolge, die wir damit erzielen, motivieren uns.“

Der Roboterarm verbindet an der Haupt-Montagelinie drei Komponenten für die Bremsen und legt diese im Anschluss in eine automatisierte Schraubstation ein. © Universal Robots

Die Mitarbeiter zu entlasten war auch eine zentrale Motivation bei der Entscheidung für den UR5e. „Für uns war es wichtig, unsere Fachkräfte von vornherein mit in die Entscheidung für den Roboter einzubeziehen und ihnen eine Technologie an die Hand zu geben, von der sie auch überzeugt sind“, sagt Krippendorf. „Es freut uns zu sehen, wie positiv sie den neuen Kollegen aufgenommen haben.“ Heute können sich die Werksarbeiter in Garching anspruchsvolleren Aufgaben wie Programmiertätigkeiten zuwenden. „Dank der einfachen Bedieneroberfläche müssen wir die Anwendung nicht jedes Mal aufs Neue anpassen, sobald sich der Auftrag ändert“, sagt Kandemir. In wenigen Minuten haben die Mitarbeiter an der Station den UR5e eigenständig eingerichtet. „Das spart nicht nur Zeit, sondern natürlich auch Ressourcen.“

Bereits wenige Monate nach der Implementierung des Cobots konnte Voith die Produktivität an der Montagelinie bei verkürzter Arbeitszeit steigern. „Mit dem UR-Roboter bieten wir Mitarbeitenden wertschöpfungsreiche Tätigkeiten und sichern Arbeitsplätze.“ Für die Zukunft sieht Voith Turbo noch weitere Einsatzmöglichkeiten für die Cobots von Universal Robots, beispielsweise an den Fertigungslinien. Jürgen von Hollen, Präsdent und Geschäftsführer von Universal Robots

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