Produktionskonzept FlexLean

Auf den Punkt gebracht

Robotertechnologie für den Karosseriebau
Die Demonstrationsanlage im ABB Forschungszentrum in Ladenburg veranschaulicht beispielhaft die höhere Flexibilität in der Fertigung.
Weitgehend modellunabhängige Fertigungssysteme sind ein alter Wunsch der Automobilindustrie. Der Realisierung dieser Vision kam ABB mit seinem FlexLean-Konzept jetzt ein gutes Stück näher. Es beinhaltet als wesentliche Bausteine einen kompakten Punktschweißroboter sowie flexible Greif- und Positioniermodule für Karosseriebauteile. Die Grundlage bildet die Steuerung IRC5, deren Hardware modular aufgeteilt ist.

Durch die Nutzung flexibler Greifersysteme entfällt zunehmend das zeitintensive Umspannen von Werkstücken im Karosseriebau, der sich auf Industrieroboter und -verfahrachsen stützt. Der Einsatz komplexer Spannvorrichtungen wird durch Verwendung von Geometriegreifern ebenfalls deutlich reduziert. Mit der – durch die synchrone Steuerung mehrerer Roboter möglichen – Bauteilübergabe von Roboter zu Roboter können spezielle Transporteinrichtungen innerhalb der Produktionslinien weitgehend entfallen.

In der nächsten Generation der Produktfamilie FlexLean werden Robotertechnologie und Karosseriebaukonzepte noch weiter aufeinander abgestimmt, um eine höhere Flexibilität in der Fertigung zu erreichen. Wesentliche Bausteine des Konzeptes sind dabei ein neuer, kompakter Punktschweißroboter sowie innovative flexible Greif- und Positioniermodule zum Transport und zur Positionierung von Karosserie-Bauteilen.

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Mit dem Roboter IRB 6620 hat ABB die Aufgabenstellungen der Automobilindustrie aufgegriffen und eine Punktschweißmaschine mit zahlreichen Vorteilen geschaffen.

Neben seiner kompakten Bauweise und dem – im Vergleich zu konventionellen Punktschweißrobotern – halbierten Gewicht kennzeichnet den IRB 6620 seine hohe Flexibilität. Dieser Roboter lässt sich ohne jegliche Anpassung stehend, hängend oder als Konsolroboter mit einem Neigungswinkel bis 15 Grad betreiben. Mit 150 Kilogramm Traglast und 2,2 Meter Reichweite kann man mit diesem Roboter etwa 80 Prozent der heute üblichen Punktschweißanwendungen im Karosseriebau abdecken.

Frei programmierbare Module

Der zweite wesentliche Baustein des FlexLean-Konzeptes sind frei programmierbare Module für flexible Greif- und Positioniertechnik. In herkömmlichen Systemen wird Modellflexibilität dadurch erreicht, dass Roboter-Greifwerkzeuge oder Fahrzeug-Aufnahmepositionen modellspezifisch gewechselt werden. Beim ABB-Konzept lassen sich Greifer beziehungsweise Aufnahmepositionen als steuerbare Roboterachsen frei programmierbar den geänderten Bauteilkonturen anpassen. In enger Zusammenarbeit zwischen dem ABB-Forschungszentrum in Ladenburg und dem verantwortlichen Geschäftsbereich wurde hierfür ein Baukasten aus modularen Systemprodukten entwickelt. Dieser Baukasten beinhaltet sowohl „Spezialroboter“ als flexible Aufnahme- und Spannpunkte für Karosserieunterbauten als auch frei programmierbare Linearachsen zur Positionierung und zum Transport von Fahrzeugen in der Produktionslinie.

Damit ist die Basis geschaffen für hochflexible Fertigungskonzepte ohne Begrenzung der Modellflexibilität durch Vorhaltung von kostbaren Fertigungsflächen zur Lagerung von Wechselwerkzeugen beziehungsweise ohne aufwändige und zeitintensive Integration von Spezialwerkzeugen bei Neuanläufen. Dabei bedeutet eine Erhöhung der Flexibilität jedoch nicht zwangsläufig höhere Investitionskosten, denn systembedingte Potenziale wie bei der Wegfall der kompletten Skidfördertechnik kompensieren weitgehend die Mehrkosten der programmierbaren Systemmodule. (gm)

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