Hand in Hand mit einem Roboter

Die besondere Herausforderung bei diesem Projekt lag in der Prüfung der Machbarkeit und Umsetzung der notwendigen Anforderungen an den Roboter. Die automatisierte Schraubanwendung musste ohne Schutzumhausung, Sicherheitszaun oder Lichtgitter einzusetzen sein. Die Vorgabe war eine Verschraubung von mindestens neun Schrauben in einem Leuchtenband innerhalb einer Taktzeit von maximal 70 Sekunden unter Beachtung der Richtlinien für MenschRoboter-Interaktionen.

Der Roboter darf warten

Die Bedienerin legt das Leuchtenband händisch in die Aufnahme. Nach Fixierung des Bauteils erteilt sie dem Roboter über einen Taster die Arbeitsfreigabe. Während die Bedienerin manuell zusätzliche Bauteile positioniert, fährt der Roboter die verschiedenen Positionen der Schraublöcher an. Die Schrauben werden einzeln und pneumatisch der Schraubspindel zugeschossen. Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit ist, betont ZKW-Projektleiter Christian Blamauer, dass „die Menschen nie auf den Roboter warten dürfen, der Roboter hingegen auf den Menschen schon.“ Ansonsten wäre es effizienter, das Teil selbst zu holen. Daher musste der Prozess exakt nach dem menschlichen Arbeitsanteil getaktet werden.

Patentierter Schraubkopf

Das gesamte Robotersystem wurde auf einem Universalschraubtisch aufgebaut. Das bringt erhebliche Platzersparnis wegen der nicht benötigten Einhausung. Aufgrund der integrierten Kraft- und Momenteüberwachung des HC10 von Spörk in jeder Achse konnte auf weitere Sicherheitstechnik verzichtet werden. Diese Sicherheitsfeatures sind beim HC10 bereits Standard. Entscheidend für den Erfolg des Projekts erwies sich jedoch die Lösung, die für den Schraubkopf gefunden wurde. Das Ergebnis ist ein mittlerweile von ZKW entwickelter patentierter Schraubkopf, der kollaboratives Schrauben unter Einhaltung höchster Sicherheitslevels erlaubt und so einen echten Wettbewerbsvorteil bietet. Der Universalschraubtisch konnte zudem auch so flexibel konstruiert werden, dass eine Umrüstung der Produktaufnahme ohne große Umbauten jederzeit möglich ist. Blamauer zieht daraus folgende Lehre: „Zuerst an die Sicherheit denken, nicht zuerst an die Einsparung!“

Transfer in andere Branchen

Mag. Wolfgang Schwarz, Eigentümer und Geschäftsführer von Spörk, zieht Bilanz: „Das Cobot-Projekt war sowohl für ZKW als auch für uns eine Innovation. Beide haben an dem Projekt gelernt. Wir bei Spörk transferieren diese Erfahrungen nun in andere Branchen. Bei Cobots geht es darum, den Prozess genau zu definieren und sukzessive eine Integrationslösung zu finden. Dabei geht es einerseits um Sicherheit am Arbeitsplatz bei der Mensch-Roboter-Kollaboration, andererseits um die Geschwindigkeit: MRK-Prozesse laufen im Vergleich zu Industrierobotik eher langsam ab.“

Lösung auf Augenhöhe

Hier kommt auch die Stärke von Spörk bei der Beratung zum Tragen: „Wir entwickeln mit dem Kunden die Lösung, die für seinen Anwendungsfall am besten passt. Kommunikation auf Augenhöhe ist uns hierbei besonders wichtig“, betont Schwarz. Das Vertrauen von ZKW in die Kompetenz von Spörk und Yaskawa, der reibungslose Kommunikationsfluss, das Engagement für individuelle Lösungsfindungen sowie die kundenorientierten Optimierungsvorschläge machten die technische Aufgabenstellung zu einem gelungenen Cobot-Projekt.

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