Continental er en af verdens førende reservedelsleverandører til automobilindustrien. Det stigende antal af køretøjsmodeller og -varianter samt derivater sammen med kortere produktionscyklusser i automobilindustrien øger også dynamikken hos reservedelsleverandørerne. I stramt sammenkoblede produktionslinjer har forandringer og fejl ved de enkelte stationer alvorlige konsekvenser for hele linjens effektivitet. Jo større fejlene er, desto vanskeligere er det at kompensere for dem.
På fabrikken i Babenhausen forlader hightech komponenter til bilers førerhuse båndet hvert 15. sekund, døgnet rundt. Så er der ikke meget plads til at indhente tabt tid på grund af stilstandstider. Derfor udskifter Continental de p.t. stramt organiserede kontrol- og bestykningslinjer med fleksible, redundante samarbejdende kontrollinjer: Cobotterne Claus og Clara bestykker kontrolautomaterne lige præcis der, hvor der er behov for det. Medarbejderne går dem så at sige til hånde, hvis det er nødvendigt. En Safety Solution fra SICK sørger for sikkerheden i samarbejdet. Den består af sikkerhedslaserscannere S300, sikkerhedsafbrydere TR4 og software-programmerbare sikkerhedsstyringer Flexi Soft.
Den helt nyopbyggede kontrollinje omfatter tre kontrolstationer, som bestykkes med robotter (cobotter). Cobotten tager et element fra et bånd, lægger det i kontrolautomaten, tager den kontrollerede enhed ud igen og lægger den på det næste bånd.
Sikkerhed gør menneske-robot-samarbejdet effektivt
“Claus (clever automatiseret universelt robot-system) og Clara (clever automatiseret robot-applikation) er halvmobile letvægtsrobotter, der arbejder stationært, men kan anvendes mobilt,” beskriver Heiko Liebisch, Industrial Engineering, Robotics, Continental Automotive GmbH, cobotterne og deres fordele. “Med dette koncept kan vi afmontere robotten og flytte den et andet sted for at bruge den til et andet skiftehold. Så kan man arbejde med samme robot på to anlæg. Morgenholdet ved det ene anlæg og aften- eller natholdet ved det andet.”
Ved hjælp af mekanisk indeksering kan cobotten til enhver tid igen positioneres optimalt ved kontrolstationen. Her verificerer en transponder-sikkerhedsafbryder TR4 Direct Unique-Code-sensor TR4 Direct Unique-Code-udløseren på Claus eller Clara.
“Alle sikkerhedselementer i hele systemet styres af Flexi Soft-sikkerhedsstyringen, som kan programmeres via software. Dvs. at Flexi Soft ser efter, om den kodede sikkerhedsafbryder er til stede. Hvis ikke, så sker der intet. Så udløser den en fejlmeddelelse. Hvis afbryderen verificeres, indlæser sikkerhedslaserscannerne (S300 Advanced) de feltsæt, der er gemt individuelt for arbejdspladsen, og det er dem, der i det hele taget først giver cobotten tilladelse til at kunne indlæse og starte sit program,” beskriver Heiko Liebisch initialiseringen. “Vi har mulighed for at skrue flere kodede afbrydere på forsiden af cobotten. På den måde kan vi indrette cobotten til flere arbejdspladser.”
Med den nye linje er det muligt at returnere udslusede kontrolelementer som returprodukter til det kørende anlæg. Til det formål går operatøren, mens driften er i gang, hen til kontrolanlægget eller cobotten, lægger kontrolelementet et eller andet sted, hvor der lige er plads, og går så væk igen. Cobotten finder selv ud af, at der ligger noget, som den skal kontrollere, og fortsætter sit arbejde på ganske almindelig vis.
På en LED på forsiden viser de sikkerhedslaserscannere, der er monteret digitalt til overvågning hele vejen rundt, beskyttelsesfelterne hhv. fejl i rødt, gult eller grønt. For at operatøren stort set skal kunne opfatte det ud af øjenkrogen, lyser hele kroppen under cobottens arm tilsvarende i den pågældende signalfarve. I samarbejdsmodus starter Claus ved gul og nedsætter hastigheden. I rød modus standser han helt. Når operatøren forlader det røde beskyttelsesfelt, genstarter systemet og dermed også Claus automatisk. Operatøren skal ikke kvittere for det.
Man starter altid med en risikovurdering – også for cobotter
Selvom Claus og Clara bevæger sig relativt langsomt, kan en robotarm generelt komme livstruende tæt på en operatør. “Man skal altid vurdere det samlede koncept; derfor har vi foretaget en lasersintring af de gribere, der anvendes foran – helt uden skarpe kanter, alt er afrundet.”
Intet menneske-robot-samarbejde ligner det andet – derfor er der også brug for en risikovurdering for hver enkelt MRK-applikation, når den anvendte robot er specielt udviklet til at samarbejde med mennesker – og det grundlæggende design af en sådan cobot har derfor allerede mange af den sikre konstruktions egenskaber. Samtidigt skal samarbejdsrummet også opfylde de grundlæggende krav, f.eks. med henblik på mindsteafstande til tilstødende områder, hvor mennesker kan færdes, og hvor de løber en risiko for at blive kvæstet eller klemt. Normgrundlaget for menneske-robot-samarbejde-applikationers funktionelle sikkerhed er dels de generelle normer som IEC 61508, IEC 62061 og ISO 13849-1/-2. Derudover skal der tages højde for ISO 10218-1/-2 vedrørende sikkerheden af industrirobotter og især ISO/TS 15066 vedrørende robotter til samarbejdsdrift.
Heiko Liebisch’s team har modtaget rådgivning og uddannelse i konstruktion, retningslinjer, lovmæssige bestemmelser og normer vedrørende samarbejdende robotteknologi fra SICK. “Vi er ret glade for den måde, som systemet virker derude,” kommenterer Heiko Liebisch resultatet. “I praksis har der hist og her vist sig enkelte optimeringsmuligheder, som vi vil videreudvikle til den samlede løsning sammen med SICK som partner.”
Vellykket pilotlinje siden starten af 2017
Heiko Liebisch og hans kollega Dejan Pfaff har planlagt en nye 4.0-kontrollinje hos Continental Automotive GmbH in Babenhausen og konstrueret cobotterne. De er så at sige Claus’ og Claras fædre, og Claus og Clara vil snart få nye søskende i form af Cora og Kurt. Den vellykkede omstilling danner nemlig skole hos Continental. Det er planlagt at bruge endnu flere cobotter. Apropos “skole”, så bygges Claus’erne og Clara’erne af personer under uddannelse hos Continental Automotive GmbH. Grundrammen bygges af mekanikere; resten bygges af automatikteknikere. En fantastisk opgave for personer under uddannelse. Når de engang senere kommer til at arbejde ved en sådan linje, kan de med stolthed berette, at de har bygget den.
Yderligere bidrag:
Sikkerhed gør menneske-robot-samarbejdet effektivt
Safety Solutions til intelligent menneske-robot-samarbejde
Cobotter styres af industriel billedbehandling-teknologi
