Optimized material flow through autonomous mobile robots

Två koncept, samma mål: Optimerat materialflöde i produktionen med mobil robotteknik

KRONE realiserar automationslösningar med KUKA både med Brownfield- och Greenfield-projekt. I Werlte i Niedersachsen används stationära och autonoma mobila robotar för att optimera företagets processer – i Ibbenbüren uppfördes en smart fabrik på en greenfield. Det som förenar båda projekten: Viljan att förverkliga kundernas önskemål, att säkra arbetstillfällen och tänka nytt och framtidssäkert inom produktionen.

Intelligent automation i alla processer

Den g?r inte mycket v?sen av sig. N?stan ljudl?st r?r sig den autonoma transportplattformen genom produktionshallen. Med centimeterprecision l?mnar den autonoma mobila roboten ett 100-liters tryckluftsk?rl till en svetsstation. D?r v?ntar redan en hanteringsrobot fr?n KUKA som tar upp k?rlet fr?n plattformen f?r att d?refter svetsa ihop det med ytterligare komponenter i en bearbetningscell.
F?r lastbilsproducenter som monterar ihop komponenter till lastbilar kan det l?ta som en framtidsdr?m, men hos KRONE Group, en av de st?rsta tillverkarna av lantbruksmaskiner och nyttofordon, ?r detta sedan l?nge produktionsvardag: I samarbete med KUKA satsar KRONE p? intelligent automation – b?de i sin befintliga fabrik (Brownfield) och i en ny, smart produktionsanl?ggning (Greenfield). Resultatet ?r effektivare processer, mer v?rdeskapande, avlastade medarbetare samt en konkurrenskraftig produktion ”Made in Germany”.

Nyckeln till framtidens smarta fabriker: autonoma mobila robotar

F?retaget har valt KUKA som teknikpartner och satsar konsekvent p? automation, b?de i sin befintliga fabrik i Werlte samt vid nybyggnationen av en Greenfield-fabrik av GTS Green Teuto Systemtechnik GmbH i Ibbenbüren – d?r produktionsrobotar arbetar sida vid sida med f?rarl?sa transportsystem. Och det ?r just h?r som KRONE har sin stora potential. ”Den avg?rande pusselbiten i omvandlingen till framtidens smarta fabriker erbjuder KUKA.AMR Fleet,?v?r AMR-flotthantering”, ber?ttar Nikita Daubert, AMR Business Development Manager f?r DACH-regionen hos KUKA.

KUKA.AMR Fleet är kompatibel med beprövade produktionsstödsystem.

Fleetmanagern för AMR:er kopplas på ett flexibelt sätt till kundens egna produktionsstödsystem som MES/ERP. Detta gör att vi kan stödja kunder som KRONE både på ett behovsanpassat och framtidsorienterat sätt.

Nikita Daubert, AMR Business Development Manager för DACH-regionen hos KUKA

AMR: mobila robotar f?r lagerhantering i Werlte

I Werlte i Niedersachsen tillverkar KRONE p?h?ngsvagnar med v?xande byggnader. H?r har man nu med hj?lp av Silver Robotics, ett dotterbolag till KRONE, byggt en helautomatisk cell i syfte att realisera innovativa och skr?ddarsydda robottekniks- och maskinkonstruktionsl?sningar hos b?de KRONE och externa kunder. Sexaxliga hanterings- och svetsrobotar fr?n KUKA utf?r sina arbetsuppgifter digitalt sammankopplade med AMR-fordon som exempelvis KMP 1500P.

Tunga laster, som tryckluftskärl i KRONE-fabriken i Werlte, är inget problem för KMP 1500P.

V?rt kompakta AMR-fordon ?r utrustat med differentialdrivningsteknik, kan b?ra upp till 1,5 ton och f?rflyttar sig autonomt i produktionsmilj?n. Integrerade 3D-kameror och laserscannrar ger flexibilitet och s?kerhet i en milj? d?r m?nniskor arbetar. Tack vare ett induktivt laddningskoncept ?r plattformen redo att k?ra dygnet runt.
”Vi synade v?ra tidigare processer i s?mmarna och utvecklade nya processer och arbetsmetoder som exempelvis ett modul?rt koncept”, f?rklarar René Mecklenburg, VD f?r Silver Robotics GmbH. ”Och steget var inte l?ngt att inkludera intralogistik och optimerade materialfl?den. Vi vill kunna erbjuda v?ra kunder v?ra produkter ?nnu snabbare – och det med st?ndiga kvalitetsf?rb?ttringar och till konkurrenskraftiga priser.”

Fr?n svetsrid? till smart cell

Svetsrobotarna f?rs?rjs nu autonomt och m?let ?r att minimera antalet gaffeltruckar inom produktionen. Transportplattformens uppgift ?r att helt autonomt transportera material som tryckluftsk?rl och d?rrelement till en cell. D?r tar en hanteringsrobot ?ver och placerar materialet i en svetsanl?ggning. ?ven h?mtningen av de f?rdiga komponenterna sker automatiskt. ”De mobila robotarna hj?lper oss att sammanl?nka flertalet processer som ?r p? l?ngt avst?nd fr?n varandra. P? s? s?tt kunde vi avst? fr?n mycket transportteknik och samtidigt markant ?ka effektiviteten i v?ra produktions- och intralogistikprocesser”, ber?ttar René Mecklenburg. Planen var ?ven att m?nniskor och robotar skulle arbeta sida vid sida hos KRONE: ”Medarbetare f?rbereder komponenterna och handhar kvalitetskontrollen, medan robotar utf?r det fysiskt anstr?ngande svetsarbetet. P? s? s?tt avlastar vi medarbetarna fr?n tunga, monotona arbetsuppgifter, skapar mer ordning och ?kar s?kerheten”, forts?tter René Mecklenburg. Volker Perk, produktionschef hos KRONE Commercial Vehicle Group, ser robotteknik som en central del i att s?kra en produktionsort: ”Vi vill ?ven i framtiden tillverka p?h?ngsvagnar som ”Profi Liner” i Tyskland. F?r att lyckas med det m?ste vi automatisera v?ra processer. Det finns helt enkelt inte tillr?ckligt med kvalificerad arbetskraft f?r m?nga av v?ra arbetsuppgifter. Tack vare robottekniken kan vi ge v?ra medarbetare effektivare och mer v?rdeskapande arbetsuppgifter.”

Hos KRONE i Werlte ska så många gaffeltruckar som möjligt ersättas av mobila robotar, delvis av säkerhetsskäl.

Intelligent sammanl?nkning av montering och logistik

Hur automation gjorde sitt int?g hos KRONE och hur en smart fabrik tog form, det kan Jochen Roling, VD p? Green Teuto Systemtechnik (GTS), beskriva utifr?n egna erfarenheter: ”F?rst automatiserade vi endast processen bakom svetsrid?n. Men n?gonstans l?ngs v?gen ins?g vi: F?r att p? l?ng sikt s?kerst?lla en effektiv och ekonomisk anl?ggningsdrift m?ste ?ven materialfl?det och materialbetj?ningen vara robotbaserad.” Det var d? KUKA:s mobila robotar kom in i bilden. Medan man i Werlte fortl?pande moderniserar befintliga processer ”on the fly”, uppf?rdes p? bara tolv m?nader i v?stfaliska Ibbenbüren med hj?lp av Green Teuto Systemtechnik, GTS, ?ven de ett dotterbolag till KRONE Group, en komplett ny fabrik f?r lantbruksmaskiner – som Greenfield-l?sning, och bokstavligen p? den ”gr?na ?ngen”. H?r tillverkas svetskomponenter av robotar, komponenter som sedan lackeras och monteras i lantbruksmaskiner.

I Ibbenbüren realiserade KRONE en automatiserad produktionsanläggning på obebyggd mark.

Materialfl?desplanering utan hinder

”Varf?r en smart fabrik? Varf?r en ny fabrik?”, fr?gar Jochen Roling, f?r att sj?lv ge oss svaret: ”Hos KRONE har vi f?r avsikt att specialisera v?ra fabriker f?r tillverkning av specifika slutprodukter. ”Smart” inneb?r f?r oss att med hj?lp av digitalisering och automation producera s? effektivt och skalbart som m?jligt.” F?rdelen med Greenfield-strategin ?r att man kan planera utan begr?nsningar och utan befintliga byggnader. ”Vi satsar med hj?lp av KUKA p? toppmoderna, smarta och h?llbara produktionskoncept och produktionsprocesser. Att automatiserad f?rs?rjning och integrerad databearbetning skulle bli en sj?lvklar del av v?ra produktions- och monteringslinjer, det var klart fr?n b?rjan”, ber?ttar Jochen Roling.

KUKA:s robotar hos KRONE möjliggör smarta och hållbara tillverkningskoncept med den allra senaste tekniken.

Hela produktionsarkitekturen i den smarta fabriken utvecklades från grunden baserat på databearbetning och skalbarhet – en milstolpe i KRONE:s historia.

Jochen Roling, VD på GTS

Allt ?r baserat p? realtidsdata i IT-systemet

Den smarta fabriken i Ibbenbüren ?r baserad p? IT-arkitektur som samlar in realtidsdata och bearbetar dessa h?ndelsebaserat. Alla maskiner, robotar och transportfordon ?r digitalt sammankopplade. ”Produktionen kan reagera direkt p? ?verskridna toleranser eller andra produktionsst?rningar. D?rf?r talar vi inte l?ngre om styrkretsar, utan om reglerkretsar”, f?rklarar Volker Perk. ”Systemen ?r anpassningsbara, de l?r sig och korrigerar sig p? egen hand.” Denna f?r?ndring g?ller ?ven kommunikationen mellan utvecklings- och tillverkningsteamen. ”Tidigare var det produktionen som anpassade sig till produktf?r?ndringar. I dag ?r det tv?rtom. Alla krav fr?n tillverkningen inf?rlivas per automatik i n?sta utvecklingsfas”, ber?ttar Jochen Roling.

Tack vare den digitala sammankopplingen samlas alla data in i realtid.

Tre steg mot full automation

I sitt automatiseringsarbete f?ljer KRONE ett trestegskoncept. Det f?rsta steget handlar om att bygga upp ett helhetsperspektiv f?r automatisering av processen. Baserat p? detta introduceras l?sningar f?r materialtransport med AMR-fordon. Steg tre ?r den automatiserade komponenthanteringen.

Autonoma mobila robotar med upp till sex ton b?rlast

Vid uppf?randet av KRONE:s fabrik i Ibbenbüren till?mpades just denna princip. I en enskild tillverkningscell samarbetar nio svets- och hanteringsrobotar synkront med tv? fleroperationsmaskiner och en automatisk m?tcell. Resultatet: n?stan inga stillest?ndstider tack vare att b?de robotar och transportplattformar ?r driftklara dygnet runt. Produktionen kan startas och stoppas p? ett flexibelt s?tt utan att personalflaskhalsar – som idag knappt kan l?sas – blir en begr?nsande faktor. ”Denna skalbarhet av produktionsarkitekturen – fr?n sm? celler till komplexa sammanl?nkade linjer – ?r ett centralt m?l f?r den nya smarta fabriken”, ber?ttar Jochen Roling. Nu testas ?ven de f?rsta KMP 3000P-fordonen i Ibbenbüren. De kan transportera upp till tre ton i produktionshallen, i tandem till och med dubbelt s? mycket, och f?rflytta sig omniriktat med h?gsta precision ?ven i tr?nga utrymmen.

Svets- och hanteringsrobotarna samarbetar optimalt med de autonoma mobila robotarna, vilket har lett till att stilleståndstiderna nästan har eliminerats.

”Vi g?r arbete mer attraktivt”

F?r de som planerar KRONE:s fabriker ?r en sak s?rskilt viktig: Automation inneb?r inte att personalen inte l?ngre beh?vs: Personalens arbete v?rderas nu h?gre. ”Att betj?na h?gautomatiserade celler har f?tt h?gre anseende. Medarbetare upplever detta som ett framtidsjobb”, ber?ttar Jochen Roling. René Mecklenburg kompletterar: ”V?r egen personal s?ker sig aktivt till dessa positioner.” ?ven ergonomi spelar en roll: ”De nya tj?nsterna ?r s?krare och mindre p?frestande fysiskt. Det g?r dem attraktiva – s?rskilt f?r den yngre generationen”, ber?ttar Volker Perk.

Robotteknik hjälper oss att hålla våra produktionsorter konkurrenskraftiga även vid demografiska förändringar.

Volker Perk, produktionschef hos KRONE Commercial Vehicle Group

Oattraktiva p? arbetsmarknaden ?r alltid enahanda, monotona arbetsuppgifter, hantering av tunga laster och s? har vi riskerna med svetsning: fr?n giftiga gaser och ?ngor till br?nnskador och elst?tar. ”Vi hittar helt enkelt inte personer till dessa tj?nster l?ngre. Robotteknik hj?lper oss att h?lla v?ra produktionsorter konkurrenskraftiga ?ven vid demografiska f?r?ndringar”, betonar Volker Perk. Fordonsindustrin med dess h?ga kvantiteter har redan visat v?gen: ”Inom serietillverkning finns det inget ekonomiskt f?rsvarbart alternativ till automation. Idag g?ller detta ?ven vid mindre kvantiteter, exempelvis vid tillverkning av individuellt konfigurerade lantbruksmaskiner.” F?r att n? sina m?l fullt ut ser KRONE samarbetet med KUKA som strategiskt viktigt. ”KUKA levererar inte bara teknik utan ?ven ett helt nytt systemt?nk. Vi l?r oss tillsammans, och vi forts?tter att utveckla tillsammans”, f?rklarar Volker Perk.

Med framtiden i fokus: montering, tillverkning av olika varianter och AI

N?r René Mecklenburg blickar fram?t ser han ytterligare potential inom monteringsautomation: ”S?rskilt n?r det g?ller produkter med m?nga varianter m?ste vi automatisera utan att f?rlora flexibiliteten.” Tack vare den allt snabbare utvecklingen inom digitalisering och artificiell intelligens ?ppnar helt nya m?jligheter upp sig. ”Anl?ggningarna l?r sig att uppt?cka fel och optimera sig sj?lva”, ber?ttar Volker Perk. ”Det kan vi bygga vidare p?.”

Det finns stor potential i självoptimeringen av produktionsanläggningar.

N?r Jochen Roling ber?ttar detta minns han en bild i ?garen Bernard Krones kontor: ”Ett ordspr?k av Dante: Den ena v?ntar p? att tiderna ska bli b?ttre, den andra antar utmaningen och agerar.” Det r?der ingen brist p? framtidsplaner hos KRONE.