Da waren’s nur noch Drei

Ein dickes Steak mit Kartoffeln und Gemüse gab zwar die nötige Kraft für eine lange Jury-Sitzung. Die Entscheidung aber wurde dadurch freilich nicht einfacher. Jeder der sechs Jurymitglieder des Robotics Award hatte eine Liste von zehn hochkarätigen Roboterlösungen vor sich auf dem Tisch liegen, die zuvor von einem wissenschaftlichen Team aus allen Bewerbungen herausgefiltert wurden. Jetzt ging es um die Frage: Welche drei kommen für die Preisvergabe am 5. April auf dem Hannoveraner Messegelände in Frage?

Zu den Beurteilungskriterien zählten vor allem der technische Innovationsgrad der Lösung sowie der Nutzen für Industrie, Umwelt und Gesellschaft. Hinzu kam der wirtschaftliche Nutzen für den Anwender und die Beurteilung der Nachfragesituation, sprich welche Absatzmärkte sind realistisch. Und schließlich spielte auch die Form der Darstellung eine Rolle, wenn auch eine untergeordnete.

Bei schwindendem Tageslicht hatte man schweren Herzens die Top 10 auf die Hälfte reduziert. Und erst als sich draußen die Nacht auf das Hannoveraner Messegelände gelegt hatte, standen die drei nominierten Einreichungen fest. Nachstehend sind die drei Firmen mit der Bezeichnung der eingereichten Lösung in alphabetischer Reihenfolge aufgelistet.

Doch jetzt soll der Vorhang das erste Mal gelüftet werden. Nachstehend sind die drei nominierten Lösungen in einer Zusammenfassung dargestellt, ebenfalls in alphabetischer Reihenfolge.

Mit einer delikaten Greifer-Lösung hat der Hersteller FerRobotics verdientermaßen die Runde der letzten Drei erreicht. Mit einem „elastischen Roboterkonzept“ wollen die Spezialisten aus Österreich die letzten Handarbeiten auf dieser Welt automatisieren. Das Unternehmen hat dabei die so genannten humanorientierten Anwendungen im Visier. Das sind jene Sequenzen, die wegen ihrer sensitiven und komplexen Anforderungen noch nicht automatisiert sind. Viele Produktionssequenzen müssen noch per Hand verrichtet werden, da viel Empfindsamkeit und Beweglichkeit gefragt ist. Eben diese Aufgaben kann jetzt auch ein Roboter verrichten – wenn er mit dem aktiven Kontaktflansch aus Linz ausgestattet ist. Das Produkt ist ein aktiv gesteuertes Element zwischen Roboter und Werkzeug, das Widerstand fühlen und aktiv steuern kann. Das sensitive Element muss dabei nicht in die Robotersteuerung integriert werden, da es selbst aktiv Bewegungen ausführt und kraftgeregelt ist. Eine Adaptation der Robotersteuerung ist damit überflüssig. Mit vordefinierter Kontaktkraft und nahezu menschlichem Gefühl manipuliert, schleift, zieht und drückt der aktive Kontaktflansch formvariable Objekte wie von Hand. Mit der Technik lassen sich kontaktsensitive Abläufe wie Schleifen und Polieren automatisieren oder heikles Fasergewirk gefühlvoll manipulieren. Die Handarbeit wird automatisiert und zugleich deren Qualitätsstandard garantiert. Mit einem Hub von maximal 100 mm gleicht der Flansch Größenunterschiede aus.

„Assembly on the fly“ – so lautete die viel versprechende Projektbezeichnung der IBG Automation. Die Jury hat die Einreichung des Unternehmens aus Neuenrade am Ende in den Club der Nominierten aufgenommen. Wie die englische Bezeichnung bereits erahnen lässt, handelt es sich bei dem Projekt um eine automatisierte Frontend-Montage im Fließbetreib. Dabei wird mit Hilfe eines Sechsachs-Roboters ein PKW-Frontend aus der Bereitstellungsposition entnommen, an der Karosse im Fließbetrieb montiert und mit Schraubspindeln verschraubt, die im Greifer integriert sind. Die Bewegung des Roboters ist dabei mit der Fördertechnik des Fahrzeugs in Echtzeit synchronisiert. Die exakte Position der Karosse vor dem Fügevorgang wird mit einer Kamera vermessen, die ebenfalls am Greifer montiert ist. Die Kamera gibt dabei die Daten in Echtzeit an die Robotersteuerung weiter. Die automatische planparallele Führung des Frontends vermeidet Verschiebekräfte zwischen Fahrzeug und Frontend und erhöht auf diese Weise die Montagequalität. Durch die Echtzeitsynchronisation zwischen Roboter und Fördertechnik wurde die Robotermontage zu einer komplexen Automatisierungslösung für die Fließfertigung weiter entwickelt. Den Einsatzbereich der neuen Lösung sehen die Spezialisten aus Neuenrade zunächst in der Automobilindustrie für die Montage von komplexen Baugruppen in der Fließfertigung – insbesondere in Hochlohn-Ländern. Es seien aber auch Applikationen in anderen Branchen möglich.

Tox Pressotechnik gelang der Einzug ins Finale mit einer neuen Verbindungstechnik-Alternative, dem Vollstanznieten. Das Verfahren wird dem Trend zum gewichts- und ressourcensparenden Fahrzeug-Leichtbau gerecht. Dieser erfordert den Einsatz von alternativen oder ganz neuen Werkstoffen sowie neue Produktions- und Verbindungstechniken. Aus diesem Grund hat das Unternehmen aus Weingarten das Vollstanznieten weiterentwickelt. Es gibt einen gravierenden Unterschied zwischen Halbhohlstanznieten und Vollstanznieten: Beim ersten Verfahren gibt es matrizenseitig eine Erhebung, während sich beim Vollstanznieten ein stempel- und matrizenseitig bündiges Bild mit planer Oberfläche ergibt. Zudem ist beim Vollstanznieten kaum ein Bauteilverzug zu beobachten. Schließlich lassen sich mit dem Halbhohlstanznieten maximal drei Lagen Bleche verbinden, während es beim Vollstanznieten vier sind. Das Vollstanznieten ist außerdem geeignet zum Verbinden hochfester und ultrahochfester Werkstoffe mit Zugfestigkeiten über 1600 MPA. Mit einer Halbhohlstanzniet lassen sich nur Bleche mit einer Zugfestigkeit bis maximal 800 MPA verbinden. Kritisch wird es für die Halbhohlstanzniet auch beim Verbinden von Gusswerkstoffen, denn hier gibt es maßliche Einschränkungen. Mit der Vollstanzniet lassen sich alle gebräuchlichen Gusswerkstoffe verbinden.

Mit der vorgestellten, robotergeführten Fügezange lassen sich Vollstandsniete unterschiedlicher Länge in hochfeste Werkstoffe setzen. Die Einschränkungen anderer Verfahren wie Schweißen, Kleben, Clinchen und Schrauben werden umgangen. Zum System gehören neben der robotergeführten Fügezange mit Nietreservoir für unterschiedlich lange Nieten eine Dockingstation zum Beladen und ein Abfallmanagementsystem. Die Fügezange und andere Verschleißteile haben nach eigenen Angaben eine hohe Lebensdauer. Es gibt keine bewegten Schläuche für Nietzufuhr und Stanzbutzenabfuhr. Je nach Nietdurchmesser und Nietlänge gibt es passende Setzköpfe, die universell für eine ganze Durchmesser-Familie eingesetzt werden können. Das drückt den Umrüstaufwand und erspart dem Anwender Anlagenstillstände. Das modulare Konzept zum Aufbau von Komplettlösungen ist standardisiert, erlaubt aber trotzdem individuelle Lösungen: So lassen sich zum Beispiel die Vorratsbunker-, Zuführungs- und Vereinzelungsstation in einer Entfernung von maximal 25 m vom Roboter entfernt aufstellen. Dank des universellen Nietsetzkopfes sind bei Mehrnietanwendungen nur minimale Störkonturen zu berücksichtigen. Auch kann der Roboter die Fügezange über Kopf einsetzen. Aktuell gibt es Vollstanzniet-Verbindungslösungen für Aluminium-Werkstoffe und für alle gängigen Automobilstähle.

Uwe Böttger uwe.boettger@konradin.de

Die Deutsche Messe AG, die Redaktion Industrieanzeiger und die Robotation Academy loben gemeinsam anlässlich der Hannover Messe 2011 erstmalig den „Robotics Award – Der Preis für angewandte Roboterlösungen“ aus. Für die Teilnahme sind technische Innovationen und Lösungen zugelassen. Hierzu zählen zum Beispiel Verfahren, Softwarekomponenten oder Bauteile als Bestandteil der technischen Neuerung. Die technische und ökonomische Umsetzung muss innovativ sein und industrielle und gesellschaftliche Bedürfnisse befriedigen. Der „Robotics Award“ ist mit einer Freifläche auf der Hannover Messe 2011 und einer ganzjährigen Präsentationsfläche innerhalb der Robotation Acadamy dotiert. Darüber hinaus wird eine Reportage in der Fachzeitschrift Industrieanzeiger veröffentlicht. Zudem gibt es eine ganzjährige Internetpräsenz bei der Hannover Messe und dem Industrieanzeiger. Der Award wird am zweiten Messetag, dem 5. April 2011, um 15 Uhr in der Robotation Academy (Pavillon 36) auf dem Hannover Messegelände verliehen.

Prof. Gerhard Hirzinger

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)

Institutsleiter

Dr. Norbert Elkmann

Fraunhofer IFF

Geschäftsbereichsleiter Robotersysteme

Dr. Michael Ehrenstrasser

Unterabteilungsleiter Roboter & Prozessgeräte

Volkswagen AG

Franz Vogt

Projektverantwortlicher

Peguform GmbH

Olaf Katzer

Leiter Koordination Berufsausbildung/Weiterbildung

VW Coaching GmbH

Geschäftsführer Technik und technische Schulungen

Robotation Academy

www.vw-coaching.de

Werner Götz

Chefredakteur Industrieanzeiger, Quality Engineering, medizin&technik, Medienverantwortlicher industrie.de

Konradin Verlag