Autovervaardiging gerevolutioneerd: Automatisering & Cobots definieeren montagelijn opnieuw

De werelds toonaangevende trade fair voor intelligente automatisering en robotica, automatica, zal plaatsvinden in München van 16 tot 19 juni.

Een van de hoofdfocus van het evenement zal zijn op het maken van autoproductie flexibeler.

Tallooze exposanten zullen alternatieve presenteren voor conventionele montagelijnproductie met stationaire transporttechnologie, bijvoorbeeld stuurloze transportsystemen en, natuurlijk, cobots voor human-robot collaboratie toepassingen.

Automobielindustrie in verandering

De automobielindustrie ondergaat substantiële veranderingen. De discussie over de aandrijftechnologie van de toekomst is in volle gang. Sommige fabrikanten wedden op electromobiliteit, terwijl anderen het meer als overgangstechnologie zien.

Tegelijkertijd lijken verbrandingsmotovoertuigen op dit moment duurzamer dan eerder aangenomen.

Daarnaast hebben nieuwe generaties dieselmotoren met hoog effectieve filtertechnologie aanzienlijk lagere emissies dan hun voorgangers. Andere toekomstige aandrivalternatieven zijn synthetische brandstoffen, waterstof en brandstofcellen.

Hoe beïnvloedt dit scenario hoog geautomatiseerde autoproductie? Wat betekent dit voor robotica en automatiseringstechnologie leveranciers? Met andere woorden, hoe ziet autoproductie van de toekomst eruit?

De diversiteit van aandrijftechnologieën en de resulterende onzekerheid maken het moeilijk voor autofabrikanten om deze vragen te beantwoorden.

Maar één ding is zeker: zonder hoog flexibele, digitaal vernetwde automatiseringsoplossingen kunnen de uitdagingen van de toekomst niet overwonnen worden.

Duurzame, Industrie 4.0-compatibele oplossingen zijn gevraagd die voertuigfabrikanten, Tier 1 leveranciers en systeemleveranciers wereldwijd ondersteunen bij de implementatie van state-of-the-art productiestructuren.

Eliminatie van stationaire transporttechnologie

automatica, de toonaangevende beurs voor automatiseringstechnologie, toont technologieën die hiervoor geschikt zijn. Veel van deze oplossingen hebben de eliminatie van stationaire transporttechnologie gemeen.

Dit betekent een echte paradigma shift, omdat de montagelijn de autoproductie meer dan honderd jaar heeft gedomineerd.

Vandaag zoeken autofabrikanten en fabrieksplanners naar alternatieven voor deze hoog efficiënte maar ook inflexibele technologie.

De eerste stappen zijn al jaren geleden gezet in carrosseriebouw. De daar gebruikte robots lassen, riveteren en lijmen niet alleen, maar ze houden en transporteren ook de carrosseries terwijl hun machine "collega's" ze verwerken.

Een van de positieve neveneffecten: Bij modelwisseling hoef je niet de hele productielijnen te schrotten, maar alleen de robots te herprogrammeren.

Nieuw tijdperk niet alleen in autoproductie

Dit principe kan nu ook toegepast worden op eindmontage. Porsche demonstreert dit met zijn nieuwe Taycan productiefaciliteit in Zuffenhausen.

Volgens Albrecht Reimold, hoofd productie bij het bedrijf, is de montagelijn er virtueel afgeschaft. In plaats daarvan bewegen de voertuigen door productie op stuurloze transportsystemen, ook wel autonomous guided vehicles (AGV's) genoemd, en worden ze stap voor stap voltooid.

Dit verhoogt de flexibiliteit aanzienlijk. De snelheid van de AGV's is net zo variabel als de tijd die ze aan de montagestations besteden; in theorie hoeven de voertuigen niet allemaal dezelfde route door productie te nemen. Daarnaast kunnen verschillende modellen of derivaten zonder problemen op één en dezelfde lijn geproduceerd worden.

Het complete spectrum van flexibele automatisering

Dit toont dat flexibiliteit de trumpkaart is – en dit geldt niet alleen voor autoproductie.

"We zullen ook een afscheid zien van traditionele geautomatiseerde productielijnen in andere industriële sectoren," aldus Markus Uellendahl, senior partner management consulting bij Porsche Consulting.

"In de Smart Factory van de nabije toekomst zullen flexibele transportsystemen zoals AGV's het makkelijker maken om productie- en logistieke processen aan te passen.

"In de meest consistente vorm van implementatie zullen de producten die automatisch geproduceerd worden, de momenteel beschikbare montagestations op autonoze transportsystemen sturen. Algoritmen en kunstmatige intelligentie ondersteunen planning en maken besluitvorming efficiënter."

Volgens Uellendahl verlaagt de verhoogde ombouwbaarheid van de smart factory vervolginvesteringen verder.

Bedrijven die strategisch dit doel nastreven, kunnen actief veranderingen in producten en processen benutten om een concurrentievoordeel te behalen alsook sneller aan te passen aan veranderende marktvereisten en algemene omstandigheden.

Op automatica zullen talloze leveranciers tonen hoe slimme, digitaal vernetwde productie praktisch geïmplementeerd kan worden.

Naast robots spelen industriële machine vision systemen, greifers en positioneereenheden, sensoren en elektronische besturingen ook een centrale rol in deze context.

De beurs biedt een unieke kans om al deze productgroepen gericht te onderzoeken.

Cobots plaatsen werknemers centraal

Daarnaast is een verdere ontwikkeling te zien op automatica: Moderne automatiseringsconcepten doen niet zonder werknemers, maar plaatsen ze centraal.

Exoskeletten en cobots zullen werknemers fysiek ontlasten. De grootste ontwikkelsprong wordt verwacht in het gebied van cobots. Gevestigde robotfabrikanten presenteerden al breek door oplossingen op automatica 2018 en nog veel meer ontwikkelingen zullen in 2020 getoond worden.

Bijvoorbeeld, de Japanse robotfabrikant Fanuc zal een volledig nieuw ontwikkelde cobot in München presenteren.

Toekomstgerichte HRC oplossingen kunnen ook verwacht worden van Universal Robots, Kuka, Yaskawa, ABB, Stäubli en vele andere exposanten.

Bezoekers kunnen zich ook speciaal uitkijken naar de diverse nieuwe exposanten zoals Han's Robot, Hanwha Precision Machinery, Techman Robot, Convertible Robots en Yuanda Robotics.

Colaboratieve robots zijn al lang gebruikelijk in de praktijk, zoals bij Opel in Eisenach: Een cobot van de Deense fabrikant Universal Robots schroeft airconditioning compressoren aan motorblokken daar.

Middelbaar naast de werknemers, zonder een scheidende veiligheidshek, trekt de robot elke twee minuten drie schroeven precies op 22 Newton meter vast terwijl zijn menselijke collega's de minder zware voorafgaande en navolgende werkzaamheden uitvoeren.

Een ander voorbeeld: Samen met BMW in Dingolfing heeft Kuka een robotoplossing gecreëerd die het werk voor werknemers vergemakkelijkt die kegelwielen van tot 5,5 kg tillen en met millimeter nauwkeurigheid in vooras transmissies monteren.

Vroeger deden ze dit handmatig, maar vandaag helpt de gevoelige robotcollega LBR iiwa hen. Hij hangt aan een slanke staalkonstructie en werkt zonder externe sensoren, omdat een gewrichtsmoment sensorsysteem actief is in zijn zeven assen.

"We zullen significant meer dergelijke toepassingen in de autovervaardigingsindustrie in de toekomst zien," aldus Christoph Hock, hoofd human-robot collaboration bij Kuka Systems.

"In tijden van toenemend aantal varianten is het een duidelijk concurrentievoordeel om productie optimaal aan te passen aan vereiste capaciteitsbenutting, bijvoorbeeld met behulp van flexibele HRC eenheden."

automatica biedt in juni een grondig overzicht van hoe de nieuwe flexibiliteit praktisch geïmplementeerd kan worden – niet alleen in autoproductie.

Hoofdafbeelding: Het principe van flexibele autoproductie zonder montagelijn kan ook op andere industriële sectoren toegepast worden. Afbeelding: Porsche Consulting