thyssenkrupp automatisiert Verschraubung mit Universal Robots

An seinem Standort in Herrlisheim hat thyssenkrupp Automotive Systems France einen komplexen Schraubprozess an sich bewegenden Verbrennungsmotoren mithilfe von kollaborativen Robotern (Cobots) von Universal Robots und einer 3D-Visionsführung von Inbolt automatisiert. Die von RobotIndus integrierte Lösung ermöglicht es zwei UR30-1300-Cobots, direkt an Bauteilen zu arbeiten, die an einem Hängekonveyor befestigt sind, ohne den Produktionsfluss zu unterbrechen. Diese Automatisierung beseitigt die schweren ergonomischen Belastungen durch Arbeiten über Kopf und verarbeitet sechs Motorenvarianten mit einer Schlechtteilquote bei Verschraubungen von unter 1 Prozent.

3D-Vision für Echtzeit-Bahnverfolgung
Auf der Montagelinie folgen die hängenden Motoren keinem exakt starren Pfad und unterliegen Schwingungen, wodurch herkömmliche 2D-Visionssysteme ungeeignet sind, um Tiefe und genaue Position zu bestimmen. Um dies zu umgehen, erfasst die am Roboterarm montierte Inbolt-Kamera jeden Motor in sechs Freiheitsgraden anhand des programmierten CAD-Modells des Bauteils. Diese räumliche Position wird in Echtzeit an die Robotersteuerung übermittelt, sodass diese ihre Anfahrtstrahjektorie dynamisch korrigieren und den Schraubvorgang ausführen kann, während sich das Ziel weiterbewegt.

Ergonomieverbesserung und zukünftige Erweiterung
Vor der Einführung dieser Roboterzelle führten die Mitarbeiter diese Verschraubungen mit Elektroschraubern in körperlich anstrengenden Haltungen aus, was Arme und Schultern stark belastete. Der Umstieg auf die UR30-1300-Cobots, die speziell für Schraubarbeiten mit hohem Drehmoment ausgelegt sind, eliminiert diese repetitive und belastende Tätigkeit. Gestützt auf diesen anfänglichen Erfolg plant thyssenkrupp den Ausbau der Anlage durch die Integration eines dritten und vierten Roboters mit Inbolt-Technologie, mit dem langfristigen Ziel, auch Qualitätsprüfungen ohne Bandstillstand durchzuführen.

Zusätzlicher Kontext: Robotisiertes Schrauben an Hängeförderern (Line Tracking)
Dieser Abschnitt beschreibt technische Spezifikationen und die Wettbewerbsanalyse, die in der ursprünglichen Meldung nicht enthalten sind.

In der Automobilindustrie erzeugt der Stopp eines Hauptförderers für Montagearbeiten Engpässe, die den Taktzeitfaktor der gesamten Fabrik verschlechtern. Das klassische Line Tracking basiert oft auf Hardware-Encodern am Förderband und setzt voraus, dass das Werkstück perfekt starr auf seiner Aufnahme sitzt. An Hänge- oder Power-and-Free-Förderern unterliegen Bauteile jedoch einer kontinuierlichen Pendelbewegung, welche die räumlichen Koordinaten verfälcht. Die Integration von Echtzeit-3D-Vision direkt in den Regelkreis des Roboters ermöglicht ein adaptives „visuelles Tracking“. Das System passt die Kinematik des Roboterarms hochfrequent an, um die Mikrobewegungen des schwimmenden Ziels auszugleichen. Darüber hinaus erlaubt der Einsatz von High-Payload-Cobots (30 kg Nutzlast beim UR30) die Aufnahme der beim Endanzug entstehenden heftigen Reaktionsmomente, ohne dass schwere mechanische Reaktionsarme oder Schutzzäune erforderlich sind, was die Bodenfläche in der Werkshalle optimiert.

Bearbeitet von dem Industrieredakteur Lekshman Ramdas mit KI-Unterstützung.

www.universal-robots.com