Robotické pozadí testuje sedadla automobilů

2020/ 31.7.

Lidské pozadí má mnoho různých podob, od jablka, meruňky nebo jako hruška. Zajištění pohodlného usazení a požadované bezpečnosti pro mnoho různých tvarů pozadí je hlavním požadavkem, který musí splňovat autosedačky. Patří tedy mezi autodíly, které jsou nejintenzivněji testovány.

Ve vývojovém centru společnosti Ford v Kolíně nad Rýnem-Merkenich se na testování podílejí dva roboty KUKA. Testují nové autosedačky simulováním lidského pozadí přibližně 25 000krát s velmi rozdílnými profily zatížení během nasedání a vysedání.

Henry Ford byl skutečným vizionářem a jako první využil ve výrobě montážní linku. Kdyby měl dnes možnost vidět, jak jsou autosedačky testovány moderními prostředky v německém závodě, byl by určitě nadšený. Protože pokud jde o pohodlí sedadel jejich zákazníků, americká automobilka bere svou práci opravdu vážně. Při vývoji se nová sedadla podrobují několika přísným testům kvality. „Když si sedneme v autě, naše sedačka nám dává pocit pohodlí a kvality od prvního okamžiku. Je to nejdůležitější kontaktní místo mezi lidmi a jejich vozidly,“ říká Svenja Fröhlich, Ford Test Engineer. To je důvod, proč patří autosedačky mezi části auta, které jsou intenzivně zkoušeny.

Velkou výzvou je podrobný a komplexní pohled na sedadla i celý proces jejich využití. Jak se lidé dostanou do svých aut? Které síly z toho vyplývají? Jak ovlivňuje velikost a hmotnost řidiče sedadlo a materiál? Automobilový výrobce odpovídá na tyto otázky prostřednictvím zkušebního postupu. Ford simuluje použití sedadel pomocí robota KUKA řady KR QUANTEC. Na rameni automatu je namontována figurína OccuForm, která na předdefinovaných kontaktních bodech zatěžuje sedadlo automobilu a zaznamenává křivky síly a dráhy. Celkový systém se nazývá KUKA OccuBot a je řízen pomocí KUKA System Software 8.3 a softwaru KUKA.OccuBot 3.1.

Plně automatizovaná kontrola kvality

Robot typu KR 210 R2700 Prime pracuje v tomto německém závodě od roku 2015. Počátkem roku 2018 přibyl druhý model. Nově založená laboratoř pro testování sedadel umožňuje provádět všechny zkoušky na jednom místě. To pro Ford přináší celou řadu výhod: jednak využívá vlastní know-how testů, čímž se snižují náklady a díky lepší kontrole nad testy kvality sedadel může reagovat mnohem rychleji na možné výzvy. Roboty jsou před dodáním důkladně testovány na různé oblasti použití, takže fungují velmi spolehlivě. To neplatí vždy u strojů pro speciální účely, což vysvětluje, proč vyžadují častější údržbu.

Individuální chování při sezení

Aby společnost Ford provedla komplexní test kvality, nejprve analyzuje, jak lidé nastupují a vystupují z aut. K tomu jsou na sedadlech umístěny tlakové rohože, které zaznamenávají podrobné informace. „Každý člověk vyvíjí na autosedačku jiný druh zatížení, a proto testujeme chování sedadel u lidí různých velikostí a postav,“ říká Svenja Fröhlich. Inženýři společnosti používají shromážděná data k vytvoření reprezentativního profilu pohybu, který pak naprogramují do robotu společně s rozložením síly.

Získaná data jsou nakonec napodobována robotem. Inženýři používají výsledné informace ke studiu toho, jak sedadlo reaguje na napětí, pohyb a tlak. Proto figurína 25 000krát usedne do sedadla. Jinými slovy: během intenzivní testovací fáze trvající přibližně tři týdny simuluje KUKA Occu-Bot různé scénáře nastupování a vystupování. S tímto cílem se robot pohybuje s připojením k sedadlu a na základě shromážděných údajů do něj zatlačí figurínu. Během testu monitoruje OccuBot informace o poloze robota a měřicího zařízení každých dvanáct milisekund pomocí senzoru síly a krouticího momentu FT-NET Omega 160. Tímto způsobem lze simulovat a analyzovat opotřebení v délce deseti let v relativně krátkém čase. Pokud sedadlo tuto zkoušku vydrží a není prokázáno poškození nebo změny tvaru, je schváleno do výroby.

Roboty místo lineárních portálů

„Volně programovatelný test na nasedání a vysedání je možný pouze u robota, protože jiné možnosti testování, jako jsou lineární portály nebo zkušební stolice s rotačními osami, mají mnohem omezenější profil pohybu,“ vysvětluje Svenja Fröhlich. Také starý zkušební postup s pneumatickými válci, které se pohybovaly pouze nahoru a dolů na sedadle, neposkytoval flexibilní možnosti robota. Další výhodou pro Ford prostřednictvím nového robotického řešení je větší srovnatelnost dat. Kompletní řešení, které nabízí KUKA s OccuBotem, využívá také mnoho dodavatelů z automobilového průmyslu. Porovnání a standardizace dat generovaných v testech se tak stává mnohem jednodušší. Výsledky se uplatňují při vývoji optimalizace sedadel. Zkušební postup již byl použit pro všechna nová vozidla v evropských výrobních zařízeních.