Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Überblick über den Entwicklungsstand im Projekt zur automatisierten Kabelbaum-Fertigung Firma: ELTRONA-RKT, Rottenmann Vortragende: DI Johannes Köberl DI Alexander Robé

Präsentationsübersicht Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Präsentationsübersicht 1. Einführung in das Projekt - Zielsetzung 2. Aufbau der Fertigungszelle 3. Hardware-Entwicklung 4. Teilautomatisierter Produktionsablauf 5. Software-Entwicklung 6. Kurzfilm zum derzeitigen Entwicklungsstand DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 2

Das Team Eltrona-RKT: Institut für Automation: Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Das Team Eltrona-RKT: Gerhard Kastenberger DI Johannes Köberl DI Alexander Robé Thomas Strasser Institut für Automation: Prof. O´Leary Dr. Ofner Institut für Allg. Maschinenbau: Prof. Eichelseder Dr. Godor DI Bihari DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 3

Zielsetzung Flexibilität kleine Losgrößen Eliminierung der Lernkurve Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Zielsetzung Flexibilität kleine Losgrößen Eliminierung der Lernkurve schnellere Reproduzierbarkeit bereits gefertigter Kabelbäume Verkürzung der Durchlaufzeiten schnelleres Reagieren auf Änderungen Kabelbaum-„Management“ (RUPLAN, Datenbank, Robotersteuerung...) konstant hohe Qualität - Minimierung von Ausschuss einfache Bedienung durch Fachpersonal DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 4

Fertigungszelle Komponenten: 6-achs Roboter Greifersystem Magazin Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Fertigungszelle Komponenten: 6-achs Roboter Greifersystem Magazin Drehturm mit Legebrettern Steuerung DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 5

Greifer-Funktionen Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Kabelcrimp aus einem Magazin definiert entnehmen Crimp postionstreu transportieren und stecken Abzugsprüfung zur Kontrolle der Verriegelung Verlegung des Kabels in Bündelungseinheiten Für jedes Kabelende zwei zueinander bewegliche Greiferzangen Druckgeregelter Vorschub zum Einschieben des Kontaktes ins Gehäuse Drehvorrichtung für jeden Kontakt Mechanismus zum Abspulen des Kabels auf der vordefinierten Bahn Fangmechanismus zum Fixieren der Kabelschlaufe am Greifer DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 6

Entwicklungsstufen Greifer Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Entwicklungsstufen Greifer 1. Greiferversion Grundversion mit zwei Zangenpaaren Trennung von Steckgreifer und Entnahmegreifer Erster Greiferprototyp Drehbare Greiferzellen + Abspulvorrichtung DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 7

Entwicklungsstufen Greifer Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Entwicklungsstufen Greifer 2. Greiferversion Rotation des Kontaktes wird ins Magazin verlagert Derzeitiger Stand der Greiferentwicklung Verlegevor-richtung und Kamera-halterung werden hinzugebaut DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 8

Magazinierung Aufgaben: Ausführung: Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Magazinierung Aufgaben: Positionstreue Bereitstellung der Kontakte automatische Bestückbarkeit auf einer konventionellen Crimpmaschine hohe Flexibilität für verschiedene Crimptypen Ausführung: Einschiebbare Aluminiummodule Drehbare Gummirollen Trennwände aus Stahlblech Identifizierung der Module mittels Barcode und Bildverarbeitungssystem DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 9

Legebrett Ausführung: Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Modularer Aufbau des Legebretts, dadurch: einfache Umrüstbarkeit hohe Flexibilität Positionstreue Fixierung der Gehäuse mittels Schnellverschluss Bündelung der Litzen in den Umlenkpunkten DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 10

Legebrett - Drehturm Aufgabe: Ausführung: Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Legebrett - Drehturm Aufgabe: Durch eine 90° Drehbewegung wird ein bereits mit Gehäusen vorbestücktes Legebrett in den Arbeitsraum des Roboters eingebracht Pneumatisch wird nach der Drehung das Legebrett in einer definierten Position fixiert Nach dem Verlegevorgang dreht sich das System weiter und der Kabelbaum kann fertiggestellt und abgenommen werden Ausführung: Vier Arbeitsbereiche befinden sich auf einem drehbaren Unterbau Durch ein Bildverarbeitungssystem wird jedes Legebrett mit seinen Modulen vermessen und wenn nötig softwaremäßig korrigiert DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 11

Mess-Systeme Stationäres Mess-System: Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Mess-Systeme Stationäres Mess-System: Vermessung der Schrägstellung von Crimpkontakten in der Greiferzelle Automatische Korrektur der Zielpunkte DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 12

Mess-Systeme Mobiles Mess-System: Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Mess-Systeme Mobiles Mess-System: Automatische Korrektur der Gehäusepositionen mit Hilfe einer Messmarke Kontrolle der Gehäuseaufnehmer mittels Barcode Identifikation der Kabelpositionen im Magazin DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 13

Fertigungsablauf Vorteile der Roboterfertigung: Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Fertigungsablauf Keine Anlernzeit beim Legevorgang 1 x programmiert = 100% wiederholbar Durchlaufzeit der Produktion wird deutlich reduziert ( von 8-10 auf 1-2 Tage) Keine elektrische Prüfung durch die Roboterbestückung notwendig Verbesserte Qualität durch Verminderung der manuellen Tätigkeiten Vorteile der Roboterfertigung: DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 14

Fertigungsablauf Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Zusammenarbeit mit dem Kunden bereits beim Kabelbaumdesign zu fertigender Kabelbaum (CAD) Fertigung des Kabelbaumes Änderungswünsche automatisch/online Übernahme des Kabelbaumes in die firmeninterne Datenbank Beschaffung der für den KB nötigen Komponenten parallel dazu Ermittlung der Bestückungsreihenfolge Export des fehlerfrei simulierten KB auf Robotersteuerung notwendige Korrekturen durch Roboterprogrammierer bei detektierter Kollision Export sämtlicher Daten auf die Simulationssoftware + Test praktischer Testlauf mit verminderter Geschwindigkeit Benutzereingriff und Korrek- turen durch Programmierer bei Problemen DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 15

Software-Entwicklung Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Software-Entwicklung Fertigungsablauf EINMALIG ZYKLISCH ...durch Greifersystem ...durch Roboter ...durch Messsystem Messen der Modul- positionen am LB Kontrolle der Magazinbestückung Legebrett-Aufrüstung Scannen der Kabel- Position im Magazin DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 16

Offene Probleme und Lösungsansätze Roboterunterstützte Kabelbaumfertigung Offene Probleme und Lösungsansätze Zuverlässigkeit des Verlegevorgangs: Weiterentwicklung der Kabelklemmen Optimierung der Greifergeometrie Magazinsystem: Automatische Magazinierung an der Crimpstation Sicherstellung der Kabelposition bei der Entnahme Legebrettsystem: Drehturm Gehäusemodule Programmierung: automatische Datenübergabe und Steckreihenfolgenermittlung Optimierung der Bewegungsabläufe DI Köberl, DI Robé ELTRONA-RKT 17