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Adaptive Fabrik

Industrie 4.0 - die Konsequenzen für die Robotik

24. April 2014, 14:09 Uhr   |  Peter Klüger


Fortsetzung des Artikels von Teil 1 .

Adaptiver Produktionsfluss durch kooperierende Roboter

Adaptive Produktionskonzepte basieren auf einem flexiblen Produktionsfluss, da das intelligente Produkt seine Produktionssequenzen und die notwendigen Fügefolgen selbstständig definiert. Statischer Materialfluss und feste Fügefolgen, die zentral gesteuert werden, gehören somit der Vergangenheit an. Stattdessen wird der Weg des Produktes zu seiner Entstehung durch das Produkt indivi­duell geplant und an mobile Transport-Roboter übermittelt.

Handlings-Roboter, Kuka
© Kuka

Adaptive Bearbeitung im Greifer: Zwei kooperierende Handlings-Roboter positionieren die zu fügenden Teile (gelber Greifer) während zwei Prozess-Roboter in kooperierender Bewegung die Teile verbinden (Punktschweißen).

Da der Weg durch die einzelnen Produktionsschritte vorab nicht planbar ist, können die klassischen Spurführungstechniken nicht mehr zum Einsatz kommen. Die Gründe hierfür sind: Eine induktive, passiv-induktive oder optische Spurführung, die bei heutigen FTS-Systemen üblich ist, definiert den Weg vom Start- zum Zielpunkt zwar eindeutig, jedoch ohne vom Fahrzeug nutzbare Freiheitsgrade. Hindernisse sorgen zudem für einen Stillstand und alternative Routen können nicht geplant werden.

Ergo sind künftig autonome Naviga­tionssysteme gefragt, mittels derer die Transport-Roboter der adaptiven Produktion selbstständig und ohne äußere Vorgaben den Weg vom aktuellen Standort zur nächsten Produktionseinheit finden – und zwar unter Berücksichtigung aller während der Fahrt auftretenden Situationen und Ereignisse. Das garantiert kurze Wege, Hindernisse werden erkannt und alternative Routen eigenständig geplant. Ein Flottenmanagement sorgt dabei für eine optimale Auslastung der Roboter und ermittelt für den  Transportauftrag den jeweils „günstigsten“ Roboter unter Berücksichtigung beispielsweise der Größe und des Gewichtes des Bauteils sowie der Anfahrwege.

Innerhalb einer Produktionseinheit übernehmen wiederum Transport-Roboter den individuellen Bauteil-Transport, der sich dynamisch der aktuellen Systemkonfiguration anpasst. Dabei lassen sich viele Fügeprozesse während der Bewegung kooperierend durchführen. Dies kann zu einer signifikanten zeitlichen Verkürzung der Fügesequenzen führen, da die reinen und damit nicht-wertschöpfenden Transport- und Wartezeiten nahezu entfallen. Durch das individuelle Handling des Bauteils und der optimalen Präsentation zum Prozess können darüber hinaus in vielen Fällen Reichweiten- und Zugänglichkeitsprobleme der Füge-Roboter intelligent ausgeglichen werden.

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1. Industrie 4.0 - die Konsequenzen für die Robotik
2. Adaptiver Produktionsfluss durch kooperierende Roboter
3. Die Greifer und Spannsysteme von morgen
4. Die mobilen Produktions­einheiten

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