Continental on yksi maailman johtavista autoteollisuuden komponenttitoimittajista. Jatkuvasti kasvava auto- ja osavalikoima, sekä eri automallien nopeutuva kierto kasvattavat vaatimuksia myös alihankkijoiden joustavan toiminnan suhteen. Tasaiseen ja jatkuvaan tuotantoon suunnitellut kiinteät tuotantolinjat sietävät kuitenkin heikosti häiriöitä ja poikkeuksia – ja mitä suurempi yksittäinen poikkeama on, sitä vaikeampaa linjan keskeytyksetön toiminta on.
Babenhausenin tehtaan hihna syöttää valmiita komponentteja autojen ohjaamoihin ja kojelautoihin 15 sekunnin välein, eikä tuotannossa ole juurikaan tilaa pysäytyksille. Continental onkin korvaamassa kiinteitä testauslinjoja joustavilla ja varmistetuilla yhteistoiminnallisilla järjestelmillä.
“Claus (clever automated universal robot system) ja Clara (clever automated robot application) ovat osittain liikkuvia, kevyitä robotteja, jotka työskentelevät paikallisesti mutta joita voidaan käyttää eri paikoissa”, kuvaa Heiko Liebisch, Industrial Engineering, Robotics, Continental Automotive GmbH, yhteistyörobotteja ja niiden etuja.
“Tämä konsepti mahdollistaa robottien siirtämisen paikasta toiseen eri työvuoroja varten. Näin samat robotit voivat työskennellä kahden eri laitteiston kanssa: aamuvuorossa yhden laitteiston parissa ja ilta- tai yövuorossa toisen.”
Robotit voidaan sijoittaa testauslaitteiston kannalta parhaaseen mahdolliseen paikkaan. TR4 Direct -tuoteperheen turvarajakytkimet varmistavat Clausin ja Claran turvallisen käytön vaihtuvissa toimipaikoissa.
”Kaikkea mikä järjestelmässä liittyy turvallisuuteen hallitaan ohjelmoitavalla Flexi Soft -turvaohjaimella. Se tarkistaa onko turvakytkin oikeassa asennossa. Jos se ei ole, mitään ei tapahdu ja turvaohjain antaa virheilmoituksen. Kun ohjelmistollinen turvakytkin on oikeassa asennossa, turvalaser (S300 Advanced) lataa paikkakohtaiset, oikeat parametrit turvavyöhykkeitä varten ja ohjeistaa yhteistyörobotin lataamaan oman ohjelmansa ja aloittamaan toimintansa, kertoo Heiko Liebisch alustuksesta. “Voimme kiinnittää yhteistyörobottiin useita koodattuja kytkimiä. Näin yhteistyörobottia voidaan käyttää eri työskentelypaikoissa.”
Uusi tuotantolinja mahdollistaa testilaitteistossa hylättyjen komponenttien korjaamisen ja palauttamisen tuotantoon ilman linjan pysäyttämistä. Laitteiston käyttäjä menee testauspisteen tai yhteistyörobotin luokse ja palauttaa testattavan komponentin hihnalla olevaan tyhjään paikkaan. Tämän jälkeen operaattori poistuu tilasta ja robotti huomaa itse uuden, testattavan komponentin ja jatkaa testausta normaalisti.
Turvalaserskannerit huolehtivat alueen kattavasta valvonnasta ja näyttävät liikennevalotyyppisesti suojatut vyöhykkeet ja niiden tilan. Jotta liikennevalot voi nähdä ensivilkaisullakin, valaistaan koko robotin varsi liikennevalon värillä. Esimerkiksi yhteistyötilassa Claus käynnistyy keltaisena ja toimii hidastetulla nopeudella. Punaisessa tilassa robotti pysähtyy täysin. Kun operaattori poistuu punaiselta suojakentältä, järjestelmä ja myös Claus käynnistyvät jälleen itsekseen, ilman operaattorin erillistä kuittausta.
Vaikka Claus ja Clara liikkuvat melko hitaasti, robotin varsi saattaa tulla vaarallisen lähelle operaattoria. “On aina arvioitava kokonaisuutta; siksi olemme esimerkiksi lasersintranneet kouran jota käytetään robotin etuosassa niin, ettei siinä ole teräviä reunoja vaan kaikki on pyöristettyä.”
Ihmisen ja robotin yhteistoimintatilanteet (Human-Robot Collaboration, HRC) ovat aina erilaisia. Niinpä riskien arviointi pitää tehdä jokaiselle HRC-sovellukselle erikseen, vaikka robotit olisi nimenomaan suunniteltu toimimaan ihmisten kanssa yhteistyössä.
Tämän lisäksi yhteistoimintatilan pitää täyttää useita perusvaatimuksia, esimerkiksi riittävät etäisyydet viereisiin laitteisiin sekä puristumis- tai tarttumisvaarallisiin alueisiin. HRC-sovellusten turvallisuuden perustan muodostaa yleiset standardit kuten IEC 61508, IEC 62061 ja ISO 13849-1/-2. Näiden lisäksi on huomioitava teollisuusrobottien turvallisuusstandardi ISO 10218-1/-2 ja erityisesti yhteistoimintakäytössä olevia robotteja koskeva standardi ISO TS 15066.
Heiko Liebisch tiimeineen on läpäissyt SICKin koulutuksen yhteistyörobottien suunnittelusta ja rakenteesta, sekä niihin liittyvästä lainsäädännöstä ja standardeista. “Olemme hyvin tyytyväisiä järjestelmään ja sen toimintaan”, kiteyttää Heiko Liebisch tuloksen. Joissain kohdissa on vielä parantamisen varaa, ja jatkammekin järjestelmän kehittämistä yhdessä kokonaistoimittaja SICKin kanssa. ”
Heiko Liebisch ja hänen kollegansa Dejan Pfaff ovat suunnitelleet Continental Automotiven uuden älykkään Industry 4.0 -testilinjan ja rakentaneet yhteistyörobotteja Babenhausenissa. He ovat luoneet Clausin ja Claran – joille on pian tiedossa sisarukset Cora ja Kurt. Onnistunut kehitystyö toimii esimerkkinä Continentalilla, joka suunnittelee jo seuraavien yhteistyörobottien hankkimista.
Continental Automotivella harjoittelijat rakentavat uusia Clauseja ja Claroja. Mekaanikot rakentavat laitteistojen rungot ja mekatroniikan harjoittelijat huolehtivat lopusta. Tehtävä on mieluinen. Kun he myöhemmin tekevät töitä näillä tuotantolinjoilla, he voivatkin ylpeänä todeta myös rakentaneensa nämä robotit.
