Teamwork à la ZKW: mens en robot werken hand in hand

Teamwork à la ZKW: mens en robot werken hand in hand

Na ongeveer een jaar van ontwikkeling en optimalisatie is het ZKW COBOT-programma nu live gegaan. De collaboratieve robot werkt samen met het personeel aan de productielijn. Terwijl industriële robots afgeschermd achter beschermende constructies of veiligheidsdeuren in hun eigen cel worden gebruikt, staat de ZKW COBOT vrij en communiceert met de operator. De intelligente machine wordt momenteel gebruikt om koplamp-lichtbalken te assembleren.

De eerste ervaringen zijn veelbelovend: teamwerk met de slimme robot vergemakkelijkt het zware handwerk voor de medewerkers aan de montagelijn, versnelt het montageproces met ongeveer 20 procent en zorgt voor een constant hoge productiekwaliteit. “Het COBOT-project richt zich op efficiëntie, veiligheid en kwaliteit. De collaboratieve robot is bedoeld om onze medewerkers specifiek te ondersteunen in de productie”, zegt Oliver Schubert, CEO van de ZKW Groep.

De bijzondere uitdaging van het COBOT-project was niet alleen de implementatie van de noodzakelijke procestechnologische eisen, maar ook veiligheidsgerelateerde eisen. De geautomatiseerde robottoepassing moest bruikbaar zijn zonder enige beschermende behuizing, veiligheidshek of lichtscherm. De eis voor de samenwerkende robot was om binnen een maximale cyclustijd van 70 seconden negen schroeven in een koplampstrip te draaien - met inachtneming van de veiligheidsrichtlijnen voor de samenwerking tussen mens en robot. De lichtstrip wordt door de operator handmatig in de daarvoor bestemde houder geplaatst. Na het bevestigen van het onderdeel geeft de operator met een knop toestemming om de robot te laten werken. Terwijl de operator aanvullende componenten handmatig positioneert, beweegt de robot automatisch naar de verschillende posities van de schroefgaten en schroeft de schroeven vast. 

Veiligheid voorop

De grootste uitdaging bij het programmeren van de COBOT was het waarborgen van de veiligheid van het bedienend personeel. "We hebben de mogelijke gevarenpunten nauwkeurig geanalyseerd, geëvalueerd en in een veiligheidsconcept geïmplementeerd, bijvoorbeeld door middel van een beweegbare schroefspindel. Als de sensoren van de robot of de schroefspindel bijvoorbeeld tijdens de beweging weerstand of een botsing detecteren, geven sensoren deze informatie door aan de veiligheid van de robot en de PLC-besturing. De COBOT stopt dan of vermijdt onmiddellijk. Een normale industriële robot kan dit niet", zegt Christian Blamauer, ZKW COBOT-projectmanager. Het inkepen van het spilmondstuk vereist zeer weinig kracht. Het systeem kan een eventuele botsing tussen bijvoorbeeld de schroefspindel, vinger en lichtstrook direct detecteren en onschadelijk maken. Deze ontwikkeling werd ook voorgelegd aan het Europees Octrooibureau. Ook de ZKW-medewerker die met de COBOT werkt, bevestigt dat het systeem zich in de praktijk heeft bewezen: “Ik hoef de werking van de COBOT niet te controleren, ik vertrouw de robot blindelings. We zijn een goed team, ik bespaar mezelf het inspannende, handmatige indraaien van de schroeven.”

De voordelen van de samenwerking tussen mens en robot wegen zwaarder dan de investeringskosten. Samenwerking tussen mens en robot helpt de efficiëntie van de productie te vergroten. Omdat robots en operators parallel werken. Bovendien kan de kwaliteit verder worden gewaarborgd door de toenemende mate van automatisering. De geïntegreerde scanner registreert het serienummer van elk onderdeel. Hierdoor zijn foutieve batches eenvoudig te traceren. “In de toekomst zouden verdere werkstappen in de productie, zoals de omgang met componenten, met de COBOT kunnen worden ondersteund”, zegt Oliver Schubert.