Fárasztó, nem ergonómikus és ismétlődő tevékenységek esetén a robotika tehermentesítheti a munkavállalókat. Azonban a szerelés során sok tényezőt figyelembe kell venni, mielőtt az automatizálási megoldások gazdaságilag ésszerűen megvalósíthatók lennének – és összességében megkönnyítik a személyzet számára a „szalagon” végzett munkát. Pontosan ilyen megvalósítási példákat tesztel jelenleg egy projektcsapat a Fraunhofer IWU és a Volkswagen Sachsen GmbH együttműködésében a Fraunhofer IWU-nál: mint hibrid-autonóm szerelőrendszer (HAutoMont), amely lehetővé teszi a személygépkocsi-alvázburkolatok gazdaságos és részben autonóm szerelését. A csapat ajánlásokat dolgoz ki a szerelési folyamatok és alkatrészek automatizálásra alkalmas továbbfejlesztésére.
Az alvázburkolatok (UBV) gyakran fej fölött végzett munkában vagy megterhelő testhelyzetben kerülnek felszerelésre a jármű alatt, ami terhet ró a vállakra, nyakra és hátra. Nagy, rugalmas alkatrészek, amelyek összetett formákkal rendelkeznek, szintén csak bizonyos erőfeszítéssel helyezhetők el. A rögzítéshez általában klipszeket vagy csavarokat használnak, amelyek nem mindig könnyen elérhetők, hanem külön be kell őket szerezni és magunkkal kell vinni. Különösen nagy alkatrészek esetén a csavarozáshoz gyakran szükség van egy második személyre, és nem mindig van elegendő mozgástér. Tehát minden a feladatok automatizálása mellett szól? Sajnos ez nem ilyen egyszerű...
UBV: különleges kihívás az automatizálás számára
…mert az ember másrészt olyan erősségekkel rendelkezik, amelyek a technikából hiányoznak. Nem támaszkodik semmiféle érzékelésre vagy akár egy szalagszünetre, hogy a munkadarabot pontosan pozicionálja. Időben is rugalmas, és egy cikluson belül nem igényel pontosan kijelölt időkeretet egy (rész)feladatra. A lágy (szaknyelven: hajlékony) alkatrészeket problémamentesen meg tudja fogni és szállítani. Ha az alkatrészek eltérnek egymástól, az nem jelent jelentős kihívást az ember számára sem a megfogás, sem a rögzítés vagy a rögzítés során. A pozicionálás, rögzítés és rögzítés kombinációja az automatizálási megoldásoknál gyakran sok időt igényel. Ha egy klipsz nem kattant be azonnal, az gyakran utómunkát jelent – amelyre a korlátozott ciklusidőn belül alig van időkeret. Egy másik kihívás a nagy térfogatú, nehezen rakodható és részben nehezen halmozható alkatrészek, amelyek jelentős helyigénye további korlátozásokat jelent a gépi kezelés terén. A terméken végzett módosítások (modellkarbantartási intézkedések) gyakran növelik a változatok számát, pontosabban: azokat az alkatrészeket, amelyeket az egész termék életciklusa alatt egy összeszerelési ciklusban figyelembe kell venni. Az ilyen alkatrészekhez szükséges különleges üzemeltetési eszközöket nagy mennyiségben kell gyártani, és esetleg viszonylag rövid időn belül át kell dolgozni vagy ki kell cserélni.
Ésszerű kezdet: egy modell, egy alkatrész, rugalmas szerelési megoldás
A projektcsapat korán döntött egy alkatrész mellett a Volkswagen ID.3 esetében – a 13 alsó burkolati alkatrészből egy árnyékoló alkatrész készült, amely javítja a jármű aerodinamikáját, ez lett a „győztes”. Az ilyen alkatrészeket a modell életciklusa alatt is továbbfejleszthetik; ezért érdemes figyelembe venni a szekvenciális varianciák kihívását is.
A kísérleti vizsgálat során rugalmas automatizálási megoldásként most kezelő- és csavarozó robotok kerülnek alkalmazásra. A szívókorongok három ponton ragadják meg az alkatrészt, hogy minimalizálják a 110 cm hosszú, 88 cm széles és mindössze 2 mm vastag polipropilén termék deformációit, amelynek megfelelően alacsony a saját merevsége. A csavarozó robot minden csavarnál érzékeli, hogy melyik furaton kell áthaladnia az alkatrészen. A csavarokat vezeti és meghúzza őket. Ez a automatizált részfolyamat beágyazható egy olyan gyártási szakaszba, ahol egyébként manuális feladatok vannak – mint hibrid-autonóm megoldás.
A komponens beépítésével kapcsolatos tapasztalatokat felhasználják a jövőbeli komponensgenerációk és gyártási folyamatok még automatizálhatóbbá tételéhez.
Ajánlások az automatizálásra alkalmas alkatrészek és gyártási folyamatok módosításához
- A automatizálási követelmények korai figyelembevétele a termékfejlesztés során megkönnyíti a gyártásbarát alkatrészek és gyártási folyamatok tervezését.
- Géppelhető alkatrészeknek jól megfoghatónak, torzításmentesen kezelhetőnek és könnyen pozicionálhatónak kell lenniük meghatározott pontokon. Olyan módon kell megtervezni őket, hogy például problémamentesen be lehessen akasztani őket vagy
- A pozicionálás és az igazítás támogatása. Olyan deformációmentes kezelést kell lehetővé tenni, amennyire csak lehetséges. Ezeknek az alkatrészeknek a modellidőszak alatt végzett módosításainak nem szabad befolyásolniuk a már elért automatizáltsági szintet. A geometriailag egyszerű alkatrészek könnyebben szerelhetők – ember és gép számára egyaránt.
- Alacsony toleranciák más alsó burkolati elemek, mint például az első lökhárító helyzeténél megkönnyítik az automatizált szerelési folyamatokat.
- A két nagyon rugalmas komponens kombinációja megnehezíti a csavaros kapcsolódásokat.
- Minél kevesebb variancia van a kapcsolástechnikában és minél kisebb a csavarok és klipszek sokfélesége, annál kevesebb különleges segédeszköz (szerszám) szükséges. A szerszámcserék rövid ciklusidők alatt nem valósíthatók meg.
- A terület továbbra is szűkös erőforrás a végső összeszerelés során; az automatizálási megoldások több alapterületet foglalnak el, mint a munkavállalók – ha az emberek közvetlenül egymás mellett vagy robotokkal átfedésben lévő munkaterületeken dolgoznak, a területigény a biztonsági intézkedések miatt tovább nő.
- Az emberi érzékenység („érzés”) a részek illesztésénél gyakran nehezen pótolható. Tehát automatizálni kellene az alkatrészek összeszerelését, ahol a gazdaságosság és az ergonómia szempontjából a legnagyobb hatások érhetők el.
A HAutoMont projekt partnerei a Volkswagen Sachsen GmbH, a Müller és Pfeiffer GmbH, a Stella Systemhaus GmbH és a Fraunhofer IWU.
Kapcsolat:
