Zonder mutingsensoriek moet de toegangsbeveiliging aan een nieuw ontwikkelde inline-meetkamer bij Audi rondkomen en tegelijk alle complexe voertuiggeometrieën beheersen. Een uitdagende taak, die een team met bravoure heeft overwonnen.
Veilige toegang en grote flexibiliteit: Safe Portal systemen in de eindmontage bij Audi
In de reusachtige productiehal op de hoofdvestiging van AUDI AG in Ingolstadt overleggen Tobias Hacker, technisch specialist onderhoud montage AUDI AG en Martin Demharter, key account manager automobielindustrie van SICK Vertriebs-GmbH, direct aan de eindmontagelijn, Beiden zijn onderdeel van het uit meerdere personen bestaande team van productieplanning, installatiebouw en onderhoud van Audi en de verkoop- en technologiedivisie bij SICK. Al vele jaren werken die er samen aan, dat enerzijds de veiligheid van de medewerkers in de grootste Audi-fabriek ter wereld is gegarandeerd en tegelijk de materiaalstroom soepel functioneert.
Veilige inline-meetkamer voor premiumkwaliteit
Alle voertuigtypen die in Ingolstadt worden gemaakt, worden in deze hal onderworpen aan de laatste kwaliteitscheck, onder andere ook op optimale kiermaten. Vroeger voerden medewerkers hiervoor zonder elektronische hulpmiddelen altijd dezelfde controles uit, wat een uitdaging kan zijn voor het menselijk oog. Na een overgangsfase naar handmeetapparatuur nemen robots nu deze taak over en meten met sensoren de kieren en vlakheid van het voertuig.
‘Wij hebben de inline-meetkamer opgebouwd, om met de meetresultaten zowel het kwaliteits- als het productieproces in het algemeen duurzaam te ondersteunen’,zegt Daniel Bartolic, planner in de productieplanning en manager van het project. De voertuigen rijden op de eindmontageband in de inline-meetkamer en worden binnen een paar seconden op kieren en vlakheid onderzocht door twee simultaan werkende robots. De toegangsbeveiliging gebeurt via het Safe Portal systeem van SICK, dat gebruik maakt van de functie van de simultane veiligheidsveldanalyse van de veiligheidslaserscanner microScan3. Twee verticaal uitgelijnde laserscanners aan de in- en uitgang van de inline-meetkamer beveiligen met intelligente evaluatie van acht simultane veiligheidsvelden de gevarenzone betrouwbaar en naadloos.
Daarbij werken de scanners met een infrarood-laserstraal, die wordt uitgewaaierd via een draaiende spiegel en zo steeds links en rechts aan uit- en ingang van de kamer virtuele veiligheidsvelden ontvouwt. Een nieuw, door TÜV gecertificeerd functieblok voor de Siemens besturing maakt de simultane evaluatie van beide scanners mogelijk. Passeert een voertuig de overeenkomstig gedefinieerde veiligheidsvelden, herkennen de linker en rechter scanner in een samenspel, dat het om materiaal en niet om een persoon gaat. Daarmee kunnen de robots hun controletaak uitvoeren, omdat een gevaarlijke situatie uitgesloten is. De zo gegarandeerde veiligheid van personen is voor Audi de hoogste prioriteit bij de inzet van grote industriële robots.
Intelligente logica in plaats van starre mechanica
Omdat in de Audi-fabriek in Ingolstadt meerdere voertuigmodellen met verschillende geometrieën op één en dezelfde eindmontageband te vinden zijn, zijn de uitdagingen voor veilige en tegelijkertijd productieve oplossingen voor de mens-materiaal-onderscheiding erg groot. ‘Wij hebben gezocht naar een veiligheidsoplossing, waarmee we alle bestaande voertuigmodellen en uitrustingsvarianten kunnen afdekken ook nieuwe modellen kunnen implementeren’, licht Daniel Bartolic zijn oorspronkelijke vereisten toe aan Martin Demharter van SICK. De nieuwe oplossing moet flexibel, productief, voordelig en vooral ruimtebesparend zijn, het zou moeten lukken zonder pendelkleppen en zonder ingewikkelde mutingsensoren. Dit veeleisende scenario besprak Demharter met de strategische productplanning bij SICK.
“We considered and investigated all safety-related perspectives and evaluated all relevant critical points with tests, trials and naturally the requisite comprehensive documentation,” summarizes Raphael Rotter, Strategic Product Manager at SICK regarding the extensive one-off effort that was invested in this and which paid off in the end: “We now have a lean solution that provides exactly the level of flexibility to also be able to cope with future developments in the final assembly area,” summarizes Daniel Bartolic regarding the outcome for Audi. The Safe Portal safety system is TÜV-certified, comprises two safety laser scanners and a function block for the Siemens S7 controller, and fulfills the requirements of EN ISO 13849. This standard solution in the SICK portfolio offers a flexible and efficient means of access protection in automotive production. As a bespoke development, it demonstrates how important the systems approach of combining hardware, software and services from a single source is.
Meer plaats, gereduceerde complexiteit
Voor de onderhoudsmonteur Tobias Hacker zijn ruimtewinst en complexiteitsreductie aan de eindmontageband de doorslaggevende voordelen: ‘De nieuwe compacte oplossing werkt zonder de eerder gebruikte mutingsensoriek - dat bespaart tot een halve meter ruimte. We hebben het voorheen hoge aantal varianten van verschillende hardware zoals lichtscherm en fotocellen inclusief bekabeling teruggebracht naar slechts twee scanners. Dat bespaart kosten en inspanning bij onderhoud en instandhouding en we profiteren bovendien van een enorme complexiteitsreductie.’
Moed voor nieuwe wegen in de techniek
Het succes werd mogelijk door een intensieve en vertrouwensvolle samenwerking in het team en vooral ook de moed en de bereidheid van alle deelnemers, nieuwe wegen in te slaan. Daarbij bezorgden de deels diepzwart glanzende oppervlakken van de voertuigcarrosserieën het team aanvankelijk nogal wat hoofdpijn, omdat sterk reflecterende oppervlakken moeilijk te detecteren zijn voor opto-elektronische sensoren. De safety-experts losten dit probleem op met continue verbeteringen in de logica.
Zo werd bijvoorbeeld de herstartprocedure na een herkende schending van het veiligheidsveld in overeenstemming gebracht met de gebruikelijke standaardprocedure en ook zwart glanzende carrosserieën kunnen inmiddels betrouwbaar worden geïdentificeerd door het Safe Portal systeem. Anderhalf jaar na de start van het project werd het Safe Portal systeem al in bedrijf genomen aan de tweede montagelijn en verricht daar onopvallend en veilig zijn dienst. Volgens Martin Demharter zijn er voor dit succes meerdere bepalende factoren: ‘Eerst de samenwerking op ooghoogte, jarenlange samenwerkingservaring en vooral de wil, de werkelijk beste technische oplossing te vinden, leidden tot het goede resultaat.’
De positieve ervaring met Safe Portal in de eindmontage is bij Audi al verspreid, want ook in de carrosseriebouw, in de spuiterij of de perserij heeft men interesse in technisch volwassen, productieve oplossingen voor een veilige mens-materiaal-onderscheiding. - Trouw aan de hoogste stelregel: ‘Voorsprong door techniek’.
Andere artikelen
Digitale productie en logistiek: Audi-locatie Neckarsulm legt verdere fundamenten voor een volledig genetwerkte fabriek
Efficiënte automobielproductie met RFID-technologie