U napornim, malo ergonomskim i ponavljajućim aktivnostima, robotika može olakšati radnicima. Međutim, posebno u montaži, treba uzeti u obzir mnoge čimbenike prije nego što se rješenja automatizacije mogu ekonomski isplativo implementirati - i stvoriti olakšice za osoblje 'na traci'. Upravo takve primjere implementacije trenutno testira projektni tim iz Fraunhofer IWU i Volkswagen Sachsen GmbH na Fraunhofer IWU: kao hibridno-autonomni sustav montaže (HAutoMont), koji omogućava ekonomsku i djelomično autonomnu montažu obloga donjeg dijela automobila. Tim razvija preporuke za daljnji razvoj montažnih procesa i dijelova prilagođenih automatizaciji.
Obloge donjeg dijela (UBV) često se montiraju u radovima iznad glave ili u napornim položajima tijela ispod vozila, što dovodi do opterećenja za ramena, vrat i leđa. Velike, fleksibilne komponente s kompleksnim oblicima također se mogu pozicionirati samo uz određeni napor. Za pričvršćivanje obično se koriste kopče ili vijci, koji nisu lako dostupni, već ih je potrebno posebno uzeti i nositi sa sobom. Osobito velike komponente zahtijevaju dodatnu osobu za pričvršćivanje, a prostor za kretanje nije uvijek široko predviđen. Dakle, sve ukazuje na automatizaciju ovih zadataka? Nažalost, nije tako jednostavno...
UBV: poseban izazov za automatizaciju
...jer čovjek s druge strane ima snage koje tehnologiji nedostaju. Ne oslanja se ni na kakvu senzorsku opremu ili čak na zaustavljanje trake kako bi točno pozicionirao komponentu. Također je vremenski fleksibilan i ne treba unutar ciklusa točno dodijeljeno vremensko okno za (djelomični) zadatak. Mekane (stručno: savitljive) dijelove može bez problema uhvatiti i transportirati. Ako se dijelovi razlikuju, to ne predstavlja značajne izazove za čovjeka ni prilikom hvatanja, ni prilikom fiksiranja ili pričvršćivanja. Kombinacija pozicioniranja, fiksiranja i pričvršćivanja često zahtijeva puno vremena u rješenjima automatizacije. Ako se kopča ne zaključa odmah, to često znači dodatni rad - za koji unutar ograničenog ciklusa gotovo da nema vremenskog prostora. Dodatni izazov predstavljaju voluminozne, nezgrapne i djelomično teško slagljive komponente s njihovim značajnim potrebama za prostorom, koje dodatno ograničavaju opcije za strojno rukovanje. Kroz dorade na proizvodu (mjere za održavanje modela) često se povećava raznolikost varijanti, točnije: broj dijelova koji se moraju uzeti u obzir tijekom cijelog životnog ciklusa proizvoda u jednom montažnom ciklusu. Posebni alati za takve dijelove morali bi se proizvoditi u velikim količinama i eventualno se nakon relativno kratkog vremena doraditi ili zamijeniti.
Smisleni početak: jedan model, jedan dio, fleksibilno rješenje za montažu
Projektni tim rano se odlučio za jedan dio kod Volkswagen ID.3 - od 13 dijelova obloge donjeg dijela stvorio je zaštitni dio koji poboljšava aerodinamiku vozila, 'za utrku'. Takvi dijelovi također se ponekad dalje razvijaju tijekom trajanja modela; stoga je smisleno prikazati izazov sekvencijalne varijacije.
U eksperimentalnom istraživanju sada se koriste roboti za rukovanje i vijke kao fleksibilno rješenje za automatizaciju. Usisivači uzimaju dio na tri točke kako bi minimizirali deformacije na ovom proizvodu od polipropilena duljine 110 cm, širine 88 cm i debljine samo 2 mm s odgovarajućom malom vlastitom krutosti. Robot za vijke prepoznaje pri svakom vijku kroz koju rupu u dijelu mora biti vođen. On vodi vijke i zateže ih. Ovaj automatizirani dio procesa mogao bi biti integriran u proizvodni segment s inače ručnim zadacima - kao hibridno-autonomno rješenje.
Iskustva pri ugradnji ovog dijela koriste se za daljnje generacije dijelova i procese proizvodnje kako bi se još više prilagodili automatizaciji.
Preporuke za prilagodbu dijelova i proizvodnih procesa prilagođenih automatizaciji
- Rano uzimanje u obzir zahtjeva za automatizacijom u razvoju proizvoda olakšava prilagodbu dijelova i proizvodnih procesa za proizvodnju
- Dijelovi koji se mogu montirati strojno trebali bi se dobro hvatati na definiranim točkama, rukovati s malo deformacija i lako se pozicionirati. Trebali bi biti konstruirani tako da omogućuju, na primjer, bezproblematčno zaključenje ili
- Podršku za pozicioniranje i usklađivanje. Trebali bi omogućiti rukovanje s što manje deformacija. Prilagodbe ovih dijelova tijekom trajanja modela ne bi trebale ometati postignuti stupanj automatizacije. Geometrijski jednostavni dijelovi lakše se montiraju - za ljude i strojeve.
- Niske tolerancije kod položaja drugih komponenti donjeg dijela, kao što je prednji branik, olakšavaju automatizirane montažne procese
- Kombinacija dva vrlo fleksibilna komponente otežava veze vijcima
- Što manje varijacija u tehnologiji povezivanja i što manja raznolikost dijelova vijaka i kopči, to je manje specijalnih alata (alat) potrebno. Zamjene alata nisu realizabilne u kratkim ciklusima.
- Prostor ostaje oskudan resurs u završnoj montaži; rješenja automatizacije zauzimaju više osnovnog prostora nego radnici - kada su ljudi angažirani u izravno susjednim ili preklapajućim radnim prostorima s robotima, potreba za prostorom dodatno se povećava zbog mjera osiguranja.
- Ljudska osjetljivost ('osjećaj') prilikom ugradnje dijelova često je teško zamjenjiva. Stoga bi se automatizacija trebala provoditi prilikom montaže dijelova gdje se mogu postići najveći učinci u pogledu ekonomičnosti i ergonomije.
Partneri u projektu HAutoMont su Volkswagen Sachsen GmbH, Müller i Pfeiffer GmbH, Stella Systemhaus GmbH i Fraunhofer IWU.
Kontakt:
