08. července 2020 17:51

Robotické pozadí testuje sedadla automobilů

V závodě Ford-Werke v Kolíně nad Rýnem provádí robot KUKA plně automatizované testy autosedaček při simulaci lidského pozadí.

Jablko, meruňka nebo hruška – lidské pozadí má mnoho různých podob. Zajištění pohodlného usazení a požadované bezpečnosti pro mnoho různých tvarů pozadí je hlavním požadavkem, který musí splňovat autosedačky. Patří tedy mezi autodíly, které jsou nejintenzivněji testovány. Ve vývojovém centru společnosti Ford v Kolíně nad Rýnem-Merkenich se na něm podílejí dva roboty KUKA. Tyto roboty testují nové autosedačky přibližně 25 000krát a simulují velmi rozdílné profily zatížení během nasedání a vysedání.

Henry Ford byl skutečným vizionářem a jako první využil ve výrobě montážní linku. Kdyby měl dnes možnost vidět, jak jsou autosedačky testovány moderními prostředky v závodě Ford v Německu, byl by určitě nadšený. Protože pokud jde o pohodlí sedadel jejich zákazníků, americká automobilka bere svou práci opravdu vážně. Při vývoji se nová sedadla podrobují několika přísným testům kvality. „Když si sedneme v autě, naše sedačka nám dává pocit pohodlí a kvality od prvního okamžiku. Je to nejdůležitější kontaktní místo mezi lidmi a jejich vozidly,“ říká Svenja Fröhlich, Ford Test Engineer. To je důvod, proč patří autosedačky mezi části auta, které jsou intenzivně zkoušeny.

Velkou výzvou je podrobný a komplexní pohled na sedadla i celý proces jejich využití. Jak se lidé dostanou do svých aut? Které síly z toho vyplývají? Jak ovlivňuje velikost a hmotnost řidiče sedadlo a materiál? Automobilový výrobce odpovídá na tyto otázky prostřednictvím zkušebního postupu. Ford simuluje použití sedadel pomocí robota KUKA řady KR QUANTEC. Na rameni automatu je namontována figurína OccuForm, která na předdefinovaných kontaktních bodech zatěžuje sedadlo automobilu a zaznamenává křivky síly a dráhy. Celkový systém se nazývá KUKA OccuBot a je řízen pomocí KUKA System Software 8.3 a softwaru KUKA.OccuBot 3.1.

Plně automatizovaná kontrola kvality

Robot KUKA typu KR 210 R2700 Prime pracuje v závodě Ford-Werke v Kolíně nad Rýnem od roku 2015. Počátkem roku 2018 přibyl druhý model. Nově založená laboratoř pro testování sedadel ve vývojovém centru umožňuje provádět všechny zkoušky na jednom místě. To pro Ford přináší celou řadu výhod: zaprvé, automobilka získává know-how prováděním vlastních testů a současně se náklady snižují díky rychlejším pracovním procesům spolu s kratšími vzdálenostmi a dodacími lhůtami. Za druhé, Ford má lepší kontrolu nad testy kvality sedadel a může reagovat mnohem rychleji na možné výzvy. Náklady na provoz a údržbu jsou také podstatně nižší pro systém KUKA OccuBot ve srovnání s jinými testovacími systémy, protože údržbu lze výrazně snížit. Roboty jsou před dodáním důkladně testovány na různé oblasti použití, takže fungují velmi spolehlivě. To neplatí vždy u strojů pro speciální účely, což vysvětluje, proč vyžadují častější údržbu.

Individuální chování při sezení jako základ pro zátěžový test

Aby společnost Ford provedla komplexní test kvality, nejprve analyzuje, jak lidé nastupují a vystupují z aut. K tomu jsou na sedadlech umístěny tlakové rohože, které zaznamenávají podrobné informace. „Každý člověk vyvíjí na autosedačku jiný druh zatížení, a proto ve Fordu testujeme chování sedadel u lidí různých velikostí a postav,“ říká Svenja Fröhlich. Inženýři společnosti používají shromážděná data k vytvoření reprezentativního profilu pohybu, který pak naprogramují do robotu společně s rozložením síly.

Získaná data jsou nakonec napodobována robotem. Inženýři používají výsledné informace ke studiu toho, jak sedadlo reaguje na napětí, pohyb a tlak. Proto figurína 25 000krát usedne do sedadla. Jinými slovy: během intenzivní testovací fáze trvající přibližně tři týdny simuluje KUKA Occu-Bot různé scénáře nastupování a vystupování. S tímto cílem se robot pohybuje s připojením k sedadlu a na základě shromážděných údajů do něj zatlačí figurínu. Během testu monitoruje OccuBot informace o poloze robota a měřicího zařízení každých dvanáct milisekund pomocí senzoru síly a krouticího momentu FT-NET Omega 160. Tímto způsobem lze simulovat a analyzovat opotřebení v délce deseti let v relativně krátkém čase. Pokud sedadlo tuto zkoušku vydrží a není prokázáno poškození nebo změny tvaru, je schváleno do výroby.

Roboty místo lineárních portálů

„Volně programovatelný test na nasedání a vysedání je možný pouze u robota,“ vysvětluje Svenja Fröhlich, „protože jiné možnosti testování, jako jsou lineární portály nebo zkušební stolice s rotačními osami, mají mnohem omezenější profil pohybu.“ Také starý zkušební postup s pneumatickými válci, které se pohybovaly pouze nahoru a dolů na sedadle, neposkytoval flexibilní možnosti robota. Další výhodou pro Ford prostřednictvím nového robotického řešení je větší srovnatelnost dat. Kompletní řešení, které nabízí KUKA s OccuBotem, využívá také mnoho dodavatelů z automobilového průmyslu. Porovnání a standarizace dat generovaných v testech se tak stává mnohem jednodušší. Výsledky se uplatňují při vývoji optimalizace sedadel. Zkušební postup již byl použit pro všechna nová vozidla v evropských výrobních zařízeních. „Chceme zajistit, aby naši zákazníci byli spokojeni s kvalitou našich sedadel po mnoho let,“ vysvětluje Ford Test Engineer.

Fota z archivu: KUKA CEE GmbH, odštěpný závod

www.kuka.com