Für eine nachhaltige Flexibilisierung der Produktion reicht die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) alleine nicht aus. Roboter müssen in naher Zukunft mobil einsetzbar sein. Auf mobilen Plattformen bewegen sie sich dann selbstständig durch Werkshallen, transportieren Waren oder Werkstücke und modernisieren so die logistischen Abläufe in der Produktion von morgen. Davon profitiert jetzt auch die KUKA Roboter GmbH an ihrem Hauptsitz in Augsburg. Mit der Entwicklung und Produktion sowie mit dem Vertrieb von Industrierobotern, Steuerungen und Software zählt sie weltweit zu den Marktführern. Die eigene Roboterproduktion wurde jetzt von einem Mehrliniensystem auf eine Linienfertigung nach modernsten Lean-Produktionsmethoden umgestaltet. Der mobile Roboter KMR iiwa (KMR steht dabei für „KUKA Mobile Robotik“, iiwa für „intelligent industrial work assistant“), eine autonom verfahrende Plattform in Verbindung mit dem KUKA Leichtbauroboter LBR iiwa, beliefert automatisch den Robotermontage-Arbeitsplatz in der KR QUANTEC Zentralhandmontage mit Produktionsmaterial.
In der Produktion die Weichen für morgen stellen
„Wir wollen unsere Fertigung für die Zukunft aufstellen und dabei die Effizienz deutlich steigern. Ziel ist eine Kapazität von mehr als 20.000 Robotern pro Jahr bei uns in Augsburg. Das können wir nur schaffen, wenn wir die Prozesse in der Robotermontage nach modernsten Lean-Methoden umgestalten“, erläutert Andreas Ostermann von Roth, Executive Vice President Operations bei KUKA Roboter, warum die rund 140 Meter lange Produktionslinie gebaut und dabei verstärkt auf Automatisierung gesetzt wurde. Die Anlieferung des Montagematerials „Just-in-Sequenz“ (JIS) war dabei ein wesentlicher Baustein. KUKA hat dafür ein ganzes Spektrum an Lösungen entwickelt – von manuell verfahrbaren Leichtbaurobotern bis hin zu völlig autonom agierenden Systemen. Gerade in der Logistik und speziell in der Lagerhaltung ergeben sich bereits heute neue Einsatzmöglichkeiten. So können sowohl Material als auch Roboter immer genau an dem Ort sein, wo sie am meisten gebraucht werden.
KMR iiwa liefert automatisch Schrauben, Muttern & Co.
KUKA setzt den KMR iiwa in der eigenen Produktion ein. In der Montage des KUKA KR QUANTEC ist eine KANBAN-Lösung implementiert. Hierbei übernimmt der KMR iiwa die Verteilung von Schrauben, Dichtungsringen, Muttern und weiteren Kleinteilen. WÜRTH liefert die bestellten KANBAN-Boxen an das zentrale Lagerregal. In regelmäßigen Abständen prüft der KMR iiwa sensitiv die einzelnen Regale ab und entnimmt die angelieferten, mit den Kleinteilen bestückten Boxen. Der Leichtbauroboter hält die Box an einen auf der Plattform montierten QR-Code Scanner, scannt ihn ab und erkennt so die individuelle Zielposition jeder Box. Anschließend transportiert die autonom fahrende Plattform die Behälter durch die Produktionshalle und liefert sie automatisch an den Arbeitsplatz. „Diese just-in-sequenz Belieferung gehört zu unserem neuen Logistik-Konzept in der Produktion unserer Roboter“, erklärt Sebastian Bodenmüller, Leiter der Robotermontage bei der KUKA Roboter GmbH. Zwei wesentliche Punkte werden berücksichtigt, damit ein Höchstmaß an Wirtschaftlichkeit garantiert ist: Der KMR iiwa fährt keine unnötigen Wege und benötigt keine Pause.
Mobiler Roboter schnell als Kollege akzeptiert
Mit der integrierten KUKA.NavigationSolution in Verbindung mit Sicherheits-Laserscannern ist der KMR iiwa frühzeitig in der Lage, Hindernisse in seinem Fahrweg zu erkennen und somit sicher und autonom durch die Produktion navigieren. So ist es eine wesentliche Eigenschaft des KMR iiwa, sich einen gemeinsamen Weg mit Personen und Logistikzügen teilen zu können. Eine spezielle Absicherung oder eine weitere Bearbeitung der Fahrtwege ist nicht nötig. „KUKA steht für Innovation. Das zeigt sich jetzt auch in unserer eigenen Produktion. Unsere Mitarbeiter haben den KMR iiwa schnell als vollwertigen Mitarbeiter und Kollegen akzeptiert. Sie wissen die Vorteile dieses intelligenten und mobilen Assistenten zu schätzen“, resümiert Sebastian Bodenmüller die ersten Einsatzwochen des robotischen Kollegen. Er übernimmt in erster Linie monotone und für den Menschen unergonomische Aufgaben. Dabei arbeitet er unabhängig von Pausenzeiten und ist immer einsatzbereit, wenn er gebraucht wird. Mit reinen Logistikaufgaben sind die möglichen Einsatzgebiete des KMR iiwa noch nicht erschöpft. Unterschiedliche Industriemaschinen zu bestücken ist ebenso denkbar wie die direkte Zusammenarbeit mit einem oder mehreren Mitarbeitern in einem geteilten oder gemeinsamen Arbeitsraum.
Ortsunabhängiger und hochflexibler Produktionsassistent
Mit dem KMR iiwa kombiniert KUKA die Stärken des sensitiven Leichtbauroboters LBR iiwa mit einer mobilen und autonomen Plattform. So wird der Roboter in Halle 7 am KUKA Hauptsitz in Augsburg zum ortsunabhängigen, hochflexiblen Produktionsassistenten mit uneingeschränktem Arbeitsraum – eine ideale Voraussetzung für die Anforderungen der Industrie 4.0. Flexibilität ist die Grundanforderung für die wandlungsfähige und adaptive Produktion von morgen. Die Plattform des KMR iiwa ist mit den speziell entwickelten omniMove-Mecanum-Rädern aus dem Stand präzise in jede Richtung verfahrbar. Roboter und Fahrzeug werden gemeinsam mit der multikinematikfähigen Steuerung KUKA Sunrise betrieben, was die Bedienung und Nutzung in der Praxis deutlich vereinfacht. Zusätzliche Umgebungsscanner am Fahrzeug ermöglichen die Erkennung von Hindernissen. Die verwendeten Li-Ion Batterien versorgen Fahrzeug und Roboter direkt mit Strom. Mit der von KUKA selbst entwickelten SLAM Navigations-Software bewegt sich der KMR iiwa dabei sicher, völlig autonom und ohne Kabelverbindungen frei im Raum. Das System ist modular konzipiert und kann um Hardware gemäß individueller Applikationsanforderungen erweitert werden.
Flexibel auf Kundenwünsche und Anforderungen des Marktes reagieren
Mit zunehmender Automatisierung in der eigenen Produktion stellt KUKA die Weichen für die Zukunft. „Während Industrie 4.0 noch vielerorts diskutiert wird, haben wir in unserer Produktion bereits damit begonnen. Investitionen in die Automatisierung wie mit dem KMR iiwa in der Schraubenlogistik sichern uns den langfristigen Erfolg“, beschreibt Andreas Ostermann von Roth die Beweggründe für den Einsatz des mobilen Roboters. „Zukünftig können wir mit Lösungen wie diesen viel flexibler auf Kundenwünsche und die Anforderungen des Marktes reagieren“, blickt er nach vorn.
