Reddingslijn voor robots
De robots hebben 57 seconden nodig om een deur te bouwen voor de nieuwe BMW X1. Ze zouden dit tot zeven jaar foutloos moeten doen. Dit is hard werken, zelfs voor de energievoorzieningssystemen van het robotgereedschap van HELUKABEL-dochter Robotec Systems.
In de buurt van Regensburg, in de Beierse stad Elsendorf, wordt een ultramoderne fabriek gecreëerd om de deuren voor de nieuwe BMW X1 te produceren. "Wij bij BMW nemen in eerste instantie de leiding. Als dienstverlener ontwerpen we de installatie, selecteren we de leverancier en bouwen we de installatie volledig. Als alles werkt, dragen we het over aan de eigenaar, in dit geval onze leverancier Magna", meldt Manfred Scheuerer, verantwoordelijk voor de productieplanning bij BMW. "Via deze zogenaamde third-party business stellen we wereldwijd productie- en kwaliteitsnormen vast", voegt hij eraan toe. Zoals de norm is in de autobouw, wordt het meeste werk door robots uitgevoerd, zelfs de productie van deuren. Er zijn 76 grote robots in de enorme faciliteit, verdeeld over vier fabrieken voor de productie van de twee voor- en achterdeuren. Met behulp van een puntlaspistool en een lijmpistool assembleerden ze in drieploegendienst zo'n 700.000 deuren per jaar uit plaatdelen die door Magna in Graz werden geproduceerd.
EEN MILJOEN TORSIECYCLI
De installatie zou tot zeven jaar storingsvrij moeten werken. Omdat de robots in wezen zonder gereedschap worden aangeboden, hebben ze een toevoersysteem nodig, d.w.z. de stroom, het koelwater, de gegevens en de lijm moeten via kabels en slangen naar de gereedschapskop worden gevoerd. Naast de gestandaardiseerde technische specificaties van de kabels en slangen voor de respectievelijke gereedschappen, definieert BMW ook kwalitatieve eisen. Deze worden als formules opgeslagen in de behoeftespecificatie en berekend uit de maximaal getolereerde stilstand van de installatie. "De belasting van de kabels en slangenpakketten is afhankelijk van de bewegingsstralen van de robotarmen. Bovendien kan bij alle bewegingen bij lasrobots niet worden voorkomen dat het afbranden tussen de kabels en slangen komt en als schuurpapier gaat werken. Dit verhoogt de slijtage aanzienlijk en kan de levensduur verkorten. Bij onze interne kwaliteitscontrole moeten alle producten echter een miljoen torsiecycli doorstaan. Dit wordt mogelijk gemaakt door de structuur en materiaalsamenstelling van de gebruikte kabels van HELUKABEL. Zo zorgen we ervoor dat onze systemen zelfs bestand zijn tegen de hoge eisen van BMW", legt Volker Elbe, salesmanager bij Robotec Systems, uit.
DE STEM OP DE ROBOT PLAATSEN
Bij de productieplanning moet overcapaciteit worden vermeden. De plantgrootte en het ontwerp worden daarom vooraf gesimuleerd met behulp van productieplanningssoftware. "Uitgaande van de jaarlijkse output en cyclustijd berekenen we de prestatiegegevens voor elke individuele robot. Hiervoor hebben we simulatiegegevens nodig van alle onderdelen die de robot moet verplaatsen. Dit is de enige manier waarop we de robotprestaties precies kunnen ontwerpen voor de werkelijke vereisten", legt Scheuerer uit. "De last is de som van alle onderdelen die de robot in de gedefinieerde cyclustijd moet verplaatsen. Bovendien moet rekening worden gehouden met het gereedschap, de bediening, het werkstuk zelf en het energietoevoersysteem voor het gereedschap", voegt hij eraan toe. De simulatiegegevens omvatten niet alleen gewichtsgegevens, maar ook de exacte locatie van het zwaartepunt. "Ons doel is om alle robots te ontwerpen voor 90 procent capaciteitsgebruik. Dat stelt ons aan de veilige kant met betrekking tot de zevenjarige levensduur van de fabriek", zegt de BMW-planner. "Het aanleveren van de laadgegevens voor BMW was een uitdaging voor ons binnen het project", meldt Elbe. Robotec Systems vestigde zich via een aanbestedingsprocedure als leverancier van BMW. "We moesten echter vooraf het probleem met de wiskundige belastingsgegevens oplossen. Immers, met de kabels en slangen die als een rugzak op de robotarm zitten, wordt een veldpakket van meer dan 40 kg (90 lbs) verzameld. Tegenwoordig zijn we in staat om voor al onze systemen laadgegevens en 3D-simulatiegegevens te leveren. Door dit project hebben we onze ervaring kunnen uitbreiden, zodat toekomstige klanten er ook van kunnen profiteren", zegt Elbe met genoegen. In het najaar van 2013 bestelde BMW de eerste 30 systemen voor handling-, lijm- en puntlasrobots. Deze werden in ongeveer zes weken geleverd en gemonteerd door Robotec Systems. Alle robots zijn nu gemonteerd en BMW-planner Manfred Scheuerer staat op het punt de Magna-fabriek te overhandigen. De productie zou dan in februari 2015 moeten beginnen.
ROBOTS TOT LEVEN BRENGEN
Automobiel- en grootvolumerobots van alle fabrikanten hebben een toevoersysteem voor de respectievelijke gereedschappen nodig. Naast stroom, koelwater, perslucht of transportbuizen voor klinknagels, schroeven en lijm zijn er ook hoogwaardige datakabels voor de gereedschapskoppen. Robotec Systems is gespecialiseerd in de ontwikkeling en productie van dergelijke energievoorzieningssystemen.