Roboterwerkzeuge für die Türen des BMW X1: Energie zuverlässig zuführen

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Die Simulationsdaten basieren unter anderem auf den CAD-Daten der Konstruktion und einem kinematisierten Robotermodell. Sie geben Auskunft über Gewichtsdaten und die exakte Lage des Schwerpunkts. Schließlich offerieren sie ein exaktes Abbild des kompletten Systems, bestehend aus Support und Energiepaket. „Unser Ziel ist es, alle Roboter auf 90 % Auslastung auszulegen. Dann sind wir mit Blick auf die Laufzeit der Anlage von sieben Jahren auf der sicheren Seite“, meint der BMW-Planer.

Erstmals Lastdaten ermittelt

„Eine der Herausforderungen im Rahmen des Projekts war es, die geforderten Lastdaten für BMW bereitzustellen“, berichtet Volker Elbe. „Das Stichwort heißt ‚biegeschlaffe Elemente‘. Keinem war es bislang gelungen, das exakte Verhalten eines Seiles zu simulieren. Ebenso chaotisch verhält sich auch ein Energiepaket. Aus einem Mix aus Engineering am CAD und empirischen Versuchen gelang es uns, den Schwerpunkt der Masse zu ermitteln und wie sich das Gewicht während der Bewegung des Roboters verhält und verteilt.“

Immerhin kommen mit Kabeln und Schläuchen, die wie ein Rucksack auf dem Roboterarm sitzen, über 40 kg Marschgepäck zusammen. Dieses setzt sich aus den Komponenten ‚Support‘ und ‚Energiepaket‘ zusammen, die für das Punktschweißen und das Handling benötigt werden.

Der Roboter ist in zwei Achsbereiche unterteilt: Die Achsen eins bis drei verhalten sich recht statisch und die Achsen drei bis sechs sehr dynamisch. Für letztere Achsen geben die Lastdaten Auskunft über die Performance des Roboters. Mit ihnen lässt sich ermitteln, wie schnell sich seine Achsen bewegen und welche Last sie tragen können.

Medien aller Art

Die Energiepakete für die Anwendungen Handling und Punktschweißen bestehen oftmals aus 25 bis 35 mm² Primärkabeln wie mehradrige Steuerkabel, Motor-und Resolverkabel, Datenkabel beispielsweise für Profinet, Kupferkabel, Lichtwellenleiter, Erdungsleitungen und Schläuche für die Versorgung des Werkzeugs.

Darüber hinaus gibt es aber noch jegliche erdenkliche andere Art von Medien wie Hydraulikleitungen, spezielle Hybridkabel oder Verbrauchsmedien wie Nieten oder Schweißbolzen. „In diesen Kabeln, Leitungen und Schläuchen steckt viel Know-how. Schließlich konnte sich Robotec Systems über ein Ausschreibungsverfahren bei BMW als Lieferant etablieren und mehr noch: „Dank dieses Projektes können wir heute für alle unsere Systeme Last- und 3D-Simulationsdaten bereitstellen. Wir haben unsere Erfahrungen auf diesem Gebiet ausgebaut, sodass auch künftige Kunden davon profitieren“, freut sich Volker Elbe.

Im Herbst 2013 hatte BMW die ersten 30 Systeme für Handling-, Klebe- und Punktschweißroboter bestellt. Robotec Systems lieferte und montierte sie bereits etwa sechs Wochen später. Mittlerweile sind alle Roboter bestückt und BMW-Planer Manfred Scheuerer hat die Anlage an Magna übergeben. (sh)

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