Neue Konzepte zur Umsetzung von kollaborativen Montagesystemen für kleine und schwankende Produktionsstückzahlen sowie deren erfolgreichen Einführung in KMU (KUKoMo)

Problemstellung
Die geforderte Individualität der Erzeugnisse bei kurzen Produktlebenszyklen führt zu schnell wechselnden Prozessen in der Produktion bei kleinen und schwankenden Stückzahlen. Personalengpässe treten auf, die auf Grund der hohen Kosten von Automation nicht durch eine rein technische Aufrüstung beseitigt werden können. Die erforderliche Bewältigung von Auftragsspitzen, teilweise monotone Arbeiten, die dennoch eine hohe Konzentration erfordern, gleichzeitig aber auch teilweise schwere körperliche Arbeiten oder Tätigkeiten unter besonderen Bedingungen wie Hitze, Schmutz oder Reinraum verlangen nach Konzepten einer Mensch-Roboter-Zusammenarbeit in der Montage. Dafür liegen noch keine durchgängigen Mittel und Methoden vor. Es fehlen Beispiele für Teil-Automatisierungen durch Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) für flexible Montageprozesse in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU).

Zielstellung
Das Ziel des Verbundprojektes bestand darin, neue Lösungen der MRK in der Montage zu entwickeln und anhand von beispielgebenden Demonstrationen die wirtschaftlichen und technischen Potenziale für KMU aufzuzeigen. Dafür sind Konzepte notwendig, mit denen die KMU selbst ihre Montageanforderungen und Arbeitsplätze auf MRK-Eignung prüfen können, um im positiven Fall anschließend zu planen und die neue Montagelösung in Betrieb nehmen können.

Ergebnisse und Anwendungspotenzial
Anhand von ausgewählten Anwendungen wurden die Fragen der Akzeptanz, der Montagearbeitsplatzgestaltung, Qualifizierung, Sicherheit, Systemintegration und Wirtschaftlichkeit analysiert und die für die Planung von MRK- Lösungen notwendigen Methoden entwickelt. Die Pilotrealisierungen erfolgten in fünf Anwendungsfällen und wurden beispielhaft für Anforderungen aus der Elektronikfertigung, dem Gerätebau, der Textilbranche, dem Automotive Bereich und für Anforderungen einer Härterei demonstriert. Diese Pilotrealisierungen wurden unter dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit bewertet. Im Ergebnis des Verbundvorhabens entstanden beispielgebende MRK- Konzepte und Lösungen für Montagearbeitsplätze, die den Anforderungen an Sicherheit für die Mitarbeiter, Ergonomie gerechte Gestaltung und wirtschaftlichen Einsatz entsprechen. Sichere Greifer-Systeme, Arbeitsraumüberwachung und weitere sicherheitstechnische Lösungen wurden erarbeitet und stehen als Demonstrationslösungen in einem im Rahmen des Projektes aufgebauten Schulungs- und Anwenderzentrum des ICM e.V. Mit den Erkenntnissen und Erfahrungen, den pilothaften Umsetzungsprojekten, dem Schulungszentrum und einem durchdachten Qualifizierungskonzept werden den Unternehmen, insbesondere den KMU, einfache und flexible Lösungen für die Montage komplexer, variantenreicher Güter bis zur Kleinserie in die Hand gegeben. Die Vorgehensweise und Methodik bei der Ermittlung der MRK- Eignung wurde in einem Leitfaden zusammengefasst und steht zum Downloaden unter https://www.mrk-montage.de/wirtschaftlichkeit/ zur Verfügung. Weiterführende Informationen zu allen im Themenfeld KoMo geförderten Projekten sind in dem Projektatlas „Kompetenz Montage- kollaborativ und wandlungsfähig“ dokumentiert und frei verfügbar, s. https://komo-publikationen.ima.rwth-aachen.de/.

• HFC Human-Factors-Consult GmbH
• HTM Härtetechnik und Metallbearbeitung GmbH
• ICM - Institut Chemnitzer Maschinen- und Anlagenbau e.V.
• IGF Ingenieurgesellschaft für Gebäude-, Flächen- und Anlagenmanagement mbH Chemnitz
• iris-GmbH infrared & intelligent sensors
• Neustädter Gardinenkonfektion GmbH
• SITEC Industrietechnologie GmbH
• Technische Universität Chemnitz
• Turck Beierfeld GmbH
• WätaS Wärmetauscher Sachsen GmbH