PresseKat - Automatisch Hand angelegt

Automatisch Hand angelegt

ID: 22912

(firmenpresse) - Von Klaus M. Paulus, MOTOMAN robotec GmbH, Allershausen

Die Aluminium-VorderachstrĂ€ger fĂŒr den BMW 1er und 3er werden im Werk Dingolfing vollautomatisch gefertigt. Weltweit einzigartig ist, dass alle Produktionsschritte vom Einlegen der Einzelteile in die Schweissvorrichtung ĂŒber den Schweissvorgang bis hin zur Entnahme der fertigen Module mit Robotern erfolgen.

Kooperationspartner fĂŒr die Fertigungsanlage ist die MOTOMAN robotec GmbH, MarktfĂŒhrer fĂŒr Roboter-Schutzgas-Schweisssysteme in Deutschland. Das Unternehmen hatte bereits die Schweissanlagen fĂŒr den VorderachstrĂ€ger des BMW 7er nach
Dingolfing geliefert. Die Anlage fĂŒr den BMW 1er und 3er ist nochmals technisch anspruchsvoller: Verdichtung der Roboter pro Zelle sowie Mehrstationentische, um bei gleichem Output mit weniger Arbeitsstationen, Robotern und Bedienpersonal auszukommen.

Die AchstrĂ€ger werden im Dreischichtbetrieb in drei identischen Linien gefertigt. Pro Linie sind sechs Bearbeitungszellen eingerichtet, die Taktzeit betrĂ€gt 60 Sekunden. Ein AchstrĂ€ger besteht aus etwa 25 Einzelteilen, die per Aluminium-Schutzgasschweissen in etwa 100 SchweissvorgĂ€ngen mit insgesamt etwa 7,2 Meter NahtlĂ€nge zusammengefĂŒgt werden. Nach den Vorformoperationen und dem anschliessenden Reinigungsvorgang verschweissen Roboter die Einzelteile sukzessive miteinander. Weltweit erstmals wird dabei beim IHU-Vorformen Druckluft anstatt FlĂŒssigkeit als unterstĂŒtzendes Medium eingesetzt.

Gelebte Partnerschaft

MOTOMAN robotec und die BMW Group arbeiteten sehr partnerschaftlich zusammen und konnten dadurch Ă€usserst frĂŒh auf Herausforderungen reagieren. Bemerkenswert war, dass BMW einen möglichst hohen Automatisierungsgrad zum Ziel hatte und weite Teile der Planungsarbeiten selbst erledigte.

GrundsĂ€tzlich ĂŒberprĂŒft BMW jeden Anlagenentwurf - unabhĂ€ngig von seiner Grösse - per Echtzeitsimulation zum Beispiel auf Taktzeiten, ZugĂ€nglichkeit und PlausibilitĂ€t der einzelnen Schweissaufgaben. Die Software fĂŒr die komplette Anlage wurde offline erstellt, in der Simulation weitgehend optimiert und spĂ€ter beim Probebetrieb der realen Anlage endgĂŒltig definiert. Durch diese Vorleistungen von BMW hatte MOTOMAN schon zuverlĂ€ssige Angaben bezĂŒglich Standort und Funktionsanforderungen an jeden einzelnen Roboter.





Aufgaben des Roboterherstellers waren dann die Realisierung der geplanten Arbeitsfolgen, die Erstellung der Einzellayouts der Schweisszellen sowie Machbarkeitsstudien. Beispielsweise war fĂŒr die Anlagensteuerung viel Entwicklungsarbeit erforderlich. An anderer Stelle hielt sich der Programmieraufwand in Grenzen. Traditionell mĂŒssen MOTOMAN-Roboter bei einem Werkzeugwechsel nur kurz neu kalibriert werden.

Die fertige Anlage baute das Unternehmen zunĂ€chst im eigenen Werk in Allershausen komplett auf und stellte in umfangreichen Tests die prinzipielle FunktionsfĂ€higkeit sicher. ZusĂ€tzlich hatte man in Dingolfing eine Zwei-Stationen-Schweissanlage eingerichtet, an der man zusammen mit BMW alle Schweissprozesse fĂŒr die Fertigung von Vorserienteilen optimierte. Ein Projektverantwortlicher und ein Montageleiter von MOTOMAN begleiteten von Anfang an das Projekt. Das brachte kurze Wege und Klarheit.

Nahezu vollautomatisch

Die drei annĂ€hernd identischen Fertigungslinien sind hoch automatisiert und benötigen nur sehr wenig Bedienpersonal. Einzige manuelle ProduktionstĂ€tigkeit: Einige Einzelteile werden weitgehend taktunabhĂ€ngig vom Bedienpersonal auf KassettenbĂ€ndern vorgelegt. Anschliessend legen Handlingsroboter alle Teile in die entsprechenden Schweissvorrichtungen. Die sehr eng tolerierten und komplexen Geometrien mĂŒssen dabei mit hoher Geschwindigkeit wiederholgenau in die Vorrichtungen eingelegt werden. Um dies innerhalb der geforderten Taktzeiten zu realisieren, kommen komplexe Greifsysteme, die neben den Einzelteilen auch die fertigen Schweisskonstruktionen aufnehmen, zum Einsatz.

Eine Besonderheit des Anlagenlayouts sind die flexibel konstruierten Schweisszellen. Je nach Anforderung kommen robotergefĂŒhrte Brenner zum Einsatz, oder die Schweissvorrichtung wird vom Roboter unter feststehenden Brennern gehandelt. Je nach WerkstĂŒck sind die Schweissprozesse auf mehrere Stationen aufgeteilt oder es wird gleichzeitig mit mehreren Brennern geschweisst, um einen gleichmĂ€ssigen WĂ€rmeeintrag und optimale Taktzeiten zu erzielen.

Geschweisst wird in einer Zelle mit feststehendem Brenner zum Beispiel mit Flachdraht mit den Abmassen 4 x 0,6 Millimeter, der eine doppelt so hohe Schweissgeschwindigkeit - etwa 1,7 Meter pro Minute - wie der ĂŒbliche 1,6-Millimeter-Runddraht zulĂ€sst.

Um Positionsabweichungen und damit verbundene Fehlschweissungen auszuschliessen, wird die Werkzeugspitze des Brenners zyklisch automatisiert kontrolliert. Dazu bewegt sich der Roboter in eine definierte Position und durchfÀhrt dabei zwei Lichtschranken, die nur ein optimal eingerichteter Brenner auslöst.

Vier Roboter und eine Steuerung

Alle SchweissnÀhte der kompletten Achs-trÀger werden zu 100 Prozent kontrolliert. Ausserdem werden an den fertigen AchstrÀgern per Laser-Triangulation alle wichtigen Parameter wie zum Beispiel Maulweiten und Bohrungsdurchmesser exakt vermessen. Diese Funktion ist neu, da die MOTOMAN-Roboter der neuen Generation an der Roboterhand eine zusÀtzliche Messachse haben. Mit Hilfe von Referenzkegeln wird rechnerisch ermittelt, wo die Messvorrichtung im VerhÀltnis zur Kalibriervorrichtung steht.

Eine weitere SpezialitĂ€t ist die Multirobot-Technik, welche die Yaskawa Electric Corp. aus Japan, der weltgrösste Roboterhersteller und Muttergesellschaft des Unternehmens aus Allershausen, weltweit als Erster anbot. Bei der Multirobot-Technik hĂ€ngen bis zu vier Roboter mit 36 Achsen an einer Steuerung, so dass die Koordination der Roboter untereinander ein bislang unerreichtes Niveau erreicht. Bei BMW in Dingolfing sind derzeit bis zu drei Roboter mit 18 Achsen plus einer Wendevorrichtung an eine Steuerung gekoppelt. So wird das gleichzeitige Arbeiten der Roboter an Mehrstationentischen erleichtert. Beispielsweise halten die Roboter bei einer Störung gleichzeitig an genau definierten Positionen an. Ist die Störung behoben, wird der Arbeitsgang automatisch an der Unterbrechungsstelle fortgesetzt. Die Anlagen laufen in Dingolfing seit ihrer Inbetriebnahme vor etwa 20 Monaten weitgehend störungsfrei und zeichnen sich durch hohe VerfĂŒgbarkeit rund um die Uhr aus.

Insgesamt sind fĂŒr die BMW 1er und 3er Baureihen in Dingolfing 78 Schweissroboter und 20 Handlingsroboter (jeweils sechsachsige Knickarmroboter) in 17 Schweisszellen und drei separaten Fertigungslinien gruppiert. Die Arbeitszellen bestehen aus 2-, 3- und 4-Stationen-Positionierern. Mit jeder 90-Grad-Drehung des Tisches wandern die WerkstĂŒcke eine Station weiter, an der letzten Schweissstation wird das Teil per Roboter aus den Spannvorrichtungen gehoben und an die Förderlogistik ĂŒbergeben.

MOTOMAN konstruiert alle Kundenanlagen in seiner Zentrale in Allershausen nördlich von MĂŒnchen, wo die aus Japan gelieferten Roboter und Steuerungen angepasst und montiert werden. Im Bereich Schweissen von AchstrĂ€gern hat man auch die Roboter fĂŒr die AchstrĂ€ger der BMW 7er und BMW 5er Baureihen, der Mercedes C-, E- und S-Klasse, sowie fĂŒr die PQ-35- und 46-Plattform des Volkswagen-Konzerns geliefert. Bei Schweissstationen fĂŒr Abgasanlagen ist man klarer MarktfĂŒhrer. In Deutschland vertrauen Boysen, EberspĂ€cher, Faurecia, Arvin Meritor und Tenneco fast ausschliesslich auf MOTOMAN-Anlagen, da parallel arbeitende Roboter die Taktzeiten extrem verkĂŒrzen. Ausserdem liefert man automatische Schweissanlagen zur Sitzfertigung, fĂŒr StossfĂ€nger, fĂŒr TĂŒren und fĂŒr sonstige Fahrzeugteile. 2005 erwirtschafteten die etwa 250 Mitarbeiter einen Umsatz von etwa 70 Millionen Euro.
Quelle: OEM & Lieferant Messeausgabe 2006

http://www.motoman.de

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Datum: 20.09.2006 - 15:36 Uhr
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