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Wednesday, February 12, 2020, Raum Hesse 2:30 PM Schweißroboter und Schweißprozesse |
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Qualitätsoptimierung im mechanischen Fügen durch Einsatz von Mensch-Roboter-Kollaboration |
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Frederik Schmatz* / Fraunhofer IGP, Mecklenburg-Vorpommern Jan Sender / Fraunhofer IGP, Deutschland Wilko Flügge/ Universität Rostock, Deutschland Stefan Neumann/ Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik, Deutschland Gerson Meschut/ Laboratorium für Werkstoff- und Fügetechnik, Deutschland |
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Mechanische Fügeverfahren eignen sich als kosten- und zeiteffiziente Fügeverbindungen, die in der Montage eingesetzt werden. Im Flugzeug- aber auch im Automobilbau liegt der Automatisierungsgrad der Montage unter 20 %. Aufgrund einer hohen geforderten Flexibilität manueller Arbeitsprozesse ist eine Vollautomatisierung nicht wirtschaftlich. Durch den steigenden Bedarf an kundenindividuellen Produkten bei steigendem Qualitätsanspruch, muss die Qualität der Fügeverbindung konstant sein, da sie die Gesamtqualität des Produkts beeinflusst. Der Fügeprozess weist verschiedene Fehlerpotentiale auf. Unter anderem können Schiefstellungen des Setzgeräts oder aber zu geringe Setzkräfte zu einer verminderten Qualität der Fügeverbindung führen. Bestehende Prozessüberwachungssysteme können hierbei nicht alle Fehlerpotentiale betrachten. Aufgrund der stei¬genden Komplexität und Anforderungen an die Produkte ist die Dokumentation und sachge¬rechte Ausführung der Verbindung unumgänglich. Daneben muss auch die Ergonomie für manuelle Prozesse immer mehr beachtet werden, damit die in aktuellen Normen und Richtlinien festgelegten dauerhaften körperlichen Beanspru¬chungen nicht über¬schritten werden. Kollaborierende Robotersysteme eröffnen hier neue Möglichkeiten zur Unterstütz-ung bis hin zur Teilautomatisierung der manuellen Prozesse. Sie gestatten eine Zusam¬menarbeit von Mensch und Roboter ohne fest installierte Schutzein-richtungen. Die Dokumentation, Fehler¬erken¬nung und Fehlervermeidung kann auf die Robotersteuerung ausgeweitet werden, wodurch Roboter- und Setzgerätsensorik kombiniert für die Optimierung einer Fügeverbindung eingesetzt werden. So wurde ein kollaborierendes Robotersystem entwickelt, das zum einen die Mitarbeiter körperlich unterstützt und zum anderen die Fügetechnik und deren Prozessüberwachung optimiert. Das Werkzeug ist dabei am Roboter befestigt und der Mitarbeiter hat über eine Handführungseinrichtung die Möglichkeit den Roboter wie auch das Werkzeug zu bewegen und zu bedienen. Es wurden verschiedene Handhabungsmodi und Routinen entwickelt, die sich für vielfältige Anwendungsfälle einsetzen lassen. Die Bewegungsroutinen des Roboters werden vor und während des Fügens ausgeführt um Fehler zu vermeiden. Zusätzlich werden die Daten des Roboters aufgezeichnet und zur Prozessdokumentation abgespeichert. |