Ford hat im Werk Köln kollaborierende LBR Iiwa Roboter in die Montagelinie des Fiesta eingebunden. Sie arbeiten mit den Menschen Hand in Hand und entlasten sie bei der schwierigen Überkopfmontage von Stoßdämpfern.
Im Kölner Ford-Werk werden seit einiger Zeit kollaborierende Leichtbauroboter von Kuka eingesetzt. Die LBR Iiwa Roboter helfen beim Einbau von Hochleistungsstoßdämpfern in den Ford Fiesta – eine Aufgabe, die mit herkömmlichen Automatisierungslösungen nur sehr schwer umsetzbar war. Daher mussten die Arbeiter an der Fertigungslinie bis dato die ergonomisch schwierigen und technisch anspruchsvollen Tätigkeiten in einer schnellgetakteten Arbeitsumgebung rein manuell ausführen.
„Die Kölner Ford Fiesta-Produktion ist weltweit das erste Ford-Werk, das auf diese innovative Technologie setzt“, so Karl Anton, Director Vehicle Operations bei Ford Europa. Bisher mussten die Mitarbeiter in der Stoßdämpfer-Montage Handgriffe über Kopf ausführen. „Schwierig dabei war nicht nur das Arbeiten über Kopf. Gleichzeitig hatten die Mitarbeiter auch ein luftbetriebenes Schraubwerkzeug und den Stoßdämpfer in der Hand, die durch ihr Gewicht noch zusätzlich belastet haben. Beides fällt durch das neue System nun weg und ist damit aus ergonomischer Sicht ein deutlicher Fortschritt für die Mitarbeiter“, erklärte René Zimmermann, Leiter Fabrikations- und Werktechnik der Ford-Werke in der Kölner Endmontage.
Sensibler Roboterarm
Der kollaborierende Leichtbauroboter verfügt über modernste Sensorik und keinerlei Kanten. Durch seine Gelenkmoment-Sensoren erkennt der LBR Iiwa Kontakte sofort und reduziert Kraft wie Geschwindigkeit seiner Bewegung. Daher ist im Gegensatz zu bisherigen automatisierten Systemen weder ein Schutzgitter noch zusätzliche Sicherheitsbekleidung notwendig. Heute platziert der Mitarbeiter an der Station die Schrauben und den Stoßdämpfer nur noch im System – er gibt sie dem Roboter quasi in die „Hand“. Mittels einer leichten Berührung erhält der Roboter das Signal, seine Arbeit zu beginnen. Bei einem Roboter ohne kollaborative Fähigkeiten hätte der Mitarbeiter erst die Sicherheitszone um den Roboter verlassen und an einem Bedienpult das Startsignal geben müssen – was erheblich zeitintensiver wäre. Bei LBR Iiwa dagegen reagiert der Roboterarm direkt, weicht zunächst ein wenig zurück und überprüft dann mithilfe einer eingebauten Kamera die Richtigkeit der Position des Stoßdämpfers. Der Mitarbeiter kann dabei die ganze Zeit im Aktionsraum des Armes bleiben. Befindet sich alles an der richtigen Stelle, fährt der Roboter automatisch in Richtung des Radhauses. Dort kontrolliert der Mitarbeiter noch einmal die Position und gibt das Signal zum Schrauben.
Spätestens hier zeigt sich, dass ein herkömmlicher Industrieroboter für diese Aufgabe nicht einzusetzen ist: Denn der Mitarbeiter muss seinen Kopf direkt neben dem Arm des Roboters platzieren, um die Position zu kontrollieren. Bei einem nichtkollaborierenden Roboter wäre die Gefahr, dass der Mitarbeiter durch eine Bewegung des Roboters verletzt würde, viel zu groß – daher würden die Sicherheitssysteme den Roboter komplett zum Halten bringen. Damit könnte die Aufgabe am laufenden Fertigungsband nicht mehr erfüllt werden.
„Der LBR iiwa ist sensitiv, nachgiebig, sicher, präzise, flexibel und mit einer Mechanik und Antriebstechnik für den industriellen Einsatz ausgestattet.“
Jakob Berghofer,Produktmanager LBR Iiwa & Sunrise.OS, KUKA Roboter
Körperliche Belastung reduziert
In beiden Produktionssystemen der Kölner Fahrzeugfertigung kommen die neuen kollaborierenden Roboter zum Einsatz. „Insgesamt verfügt die Ford-Endmontage damit aktuell über vier dieser Leichtbauroboter, die im Bereich der Stoßdämpfermontage genutzt werden. Die bisherigen Rückmeldungen der Mitarbeiter an den Arbeitsstationen sind sehr positiv. Danach hat sich ihre körperliche Belastung merklich reduziert“, sagt Zimmermann. „An diesen Anlagen ist uns die erfolgreiche Integration der Leichtbauroboter in unsere bestehende Fahrzeugproduktion gelungen. Aktuell prüfen wir weitere Möglichkeiten für einen Einsatz von kollaborierenden Systemen. Ausschlaggebend ist jedoch, dass nicht nur die Effizienz, sondern auch Ergonomie und Arbeitsabläufe verbessert werden“, ergänzt Anton.