24. září 2017 11:23

Roboty KUKA spolupracují s lidmi při kontrole kvality dílů

Společnost MRK–Systeme GmbH se sídlem v německém Augsburgu se specializuje na průmyslová řešení založená na HRC (součinnost mezi člověkem a robotem), která umožňují přímou spolupráci lidí a robotů bez nutnosti bezpečnostního oplocení. Šestnáct zaměstnanců společnosti, jež byla založena v roce 2004, navrhuje projekty automatizace výroby pro zákazníky z oblasti strojírenství se zaměřením na automobilový průmysl.

Operátor ovládá robot KUKA KR 210 R2900 prime pomocí joysticku, což mu umožňuje provádět kontrolu kvality dílu ergonomicky, bez odchýlení se od přirozeného držení těla

Výrobní závod BMW Group v Landshutu (Bavorsko) má jednu z nejmodernějších sléváren na světě. Skříně klikových hřídelí pro všechny velikosti motorů automobilů BMW se zhotovují právě zde. Vedení společnosti před časem rozhodlo automatizovat proces kontroly kvality výroby. Kontrola skříní však nemůže být v plném rozsahu automatizována, protože je nezbytná účast odborného personálu při provádění této operace.
Právě z tohoto důvodu bylo klíčovým bodem zadání pro společnost MRK–Systeme GmbH vyvinout zařízení, které umožní přímou spolupráci operátorů s roboty. A s tím také vytvořit lepší pracovní podmínky pro zaměstnance BMW, kteří již nebudou muset přemísťovat těžké díly. „Spolupráce lidí a robotů v našem řešení umožnila, aby zaměstnanci společnosti BMW byli zbaveni ergonomicky náročných činností,“ vysvětluje Michael Mohre, vedoucí oddělení projektů ve společnosti MRK–Systeme GmbH. Po dobu více než 18 měsíců jsou součástí výrobní linky BMW v Landshutu dvě identická pracoviště, kde se kontroluje kvalita dílů.
Na každém pracovišti je hlavním článkem průmyslový robot KUKA typu KR 210 R2900 prime K z řady KR QUANTEC, který disponuje vysokou nosností. „K“ označuje variantu robota namontovaného na vysokém podstavci s pracovní obálkou hlavně pod úrovní jeho 1. osy. Operátor řídí pohyb robota pomocí joysticku, aby dopravil díl do polohy, která mu umožňuje provést kontrolu ergonomicky výhodně bez nutnosti odchýlit se od přirozeného držení těla.

Každá skříň klikové hřídele je kontrolována
Každá vyrobená skříň klikového hřídele je dopravena do pracovního prostoru. V závislosti na typu dílu vybírá nadřazený řídicí systém příslušný program pro pohyb robota. Jakmile výrobek dosáhne pracovní pozice, operátor ovládá jeho pohyb pomocí joysticku. Sleduje, zda se pohybuje směrem ke skříni po definované dráze, uzavře chapadlo a dopraví díl ke kontrole. Po celou dobu kontroly robot bezpečně drží součást vážící zhruba 30 kg ve výšce optimální pro obsluhu. Jakmile operátor dokončí kontrolu, přesune robot díl zpět nad dopravník a položí jej na pás. Interaktivní testovací proces pak operátor ukončí stisknutím tlačítka. Přitom také dokumentuje, zda je skříň v pořádku nebo neodpovídá požadavkům kontroly kvality.

Zadání: bezpečné a uživatelsky příjemné pracoviště
V přímé spolupráci člověka a stroje je vždy hlavní prioritou bezpečnost zaměstnanců. Tři vzájemně nezávislá bezpečnostní zařízení zajišťují maximální ochranu na pracovišti. Systém se skládá z programovatelného řízení (bezpečnostní PLC), které také spolehlivě řídí chapadlo robota, bezpečnostního systému robota, který omezuje jeho rychlost v pracovních prostorách a speciálního ochranného spínače.
Robot se uvádí do pohybu stisknutím ochranného spínače. Pokud obsluha spínač uvolní, robot se okamžitě zastaví. Přímá kontrola operátora je také velmi důležitá pro zajištění praktické spolupráce mezi člověkem a robotem. Systém je řešen tak, aby bylo stejně snadné řídit robota pro praváky i leváky. Kromě toho může obsluha ovládat řídicí funkce velmi intuitivně. Pokud obsluha posune páku joysticku dopředu či dozadu, pohybuje se robot ve stejném směru. Když se joystick posouvá doleva nebo doprava, robot se podle toho také pohybuje. Výška skříně klikového hřídele se snadno nastavuje, aby odpovídala potřebám zaměstnance provádějícího kontrolu.

Ergonomie: rozhodující faktor
Doposud byla kontrola kvality prováděna pomocí speciálního zařízení. Skříň klikové hřídele byla otočena pomocí tohoto mechanismu a hrubé síly, aby mohla být zkontrolována ze všech stran. Mechanismus však byl velmi těžký a mohlo dojít k poranění zad obsluhujících pracovníků. Aplikace společnosti MRK–Systeme odstranila ergonomicky nepříznivé úkoly, umožnila snadnou kontrolu a krátké výrobní časové cykly.
„Naše robotické řešení plně splňuje specifické požadavky společnosti BMW a je také velmi flexibilní. Roboty je možné přeprogramovat, pokud dojde ve výrobě ke změnám. A co víc, nabízejí vysokou přidanou hodnotu za vloženou investici,“ vysvětluje M. Mohre, jehož společnost pracuje výhradně s výrobky značky KUKA. Oba roboty z řady KUKA KR QUANTEC, které se používají v aplikaci, mají nosnost 210 kg. Tato řada robotů nabízí vysokou nosnost, rychlost a přesnost trajektorie.

Plánuje se rozšíření stávajícího systému
Obě pracoviště jsou v provozu od roku 2015. To dává možnost shrnout dosavadní výsledky: „Byli jsme schopni splnit všechna očekávání našeho zákazníka. Požadavek na čas cyklu byl dodržen a úkoly, které zaměstnanci plní, jsou nyní mnohem příjemnější,“ pokračuje M. Mohre. On a jeho kolegové nyní pracují na rozšíření systému. Jsou naplánovány instalace dalších dvou stanovišť kontroly kvality, aby se udržel krok s nárůstem výroby. „Nové aplikace budou shodné se stávajícími s jedinou změnou, že do nich budou začleněny některé nové funkce,“ uvádí Mohre. Úspěch dosažený v tomto řešení plně demonstruje, že spolupráce mezi lidmi a roboty může být užitečná i bezpečná.

www.kuka.com