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Artikel und Hintergründe zum Thema

Montagetechnik

Intelligente Automation schlägt manuelle Montage

Intelligente Lösungen sollen den Anwendern der Montage- und Handhabungstechnik dabei helfen, ihre Fertigung hinsichtlich Produktivität, Bedienungsvereinfachung, Betriebssicherheit, Qualitätssicherung und Energieeffizienz zu optimieren. SCOPE-Chefredakteur Hajo Stotz beschreibt anlässlich der Motek, was die Branche derzeit bewegt.

Die Modelle SCPSi von Schmalz sind besonders klein und geeignet für den Einsatz in Anlagen mit wenig Platz.

Zugegeben – IAS klingt besser als Muh. Vielleicht wollte die Fachabteilung des VDMA den Begriff Montage- und Handhabungstechnik deshalb nicht mehr länger im Namen führen und benannte sich im letzten Jahr in VDMA Integrated Assembly Solutions, kurz IAS, um. Verbreitet hat sich der Begriff in der Branche seither jedoch nicht – mit welchem Anwender oder Hersteller man auch spricht, die Rede ist von Montage- und Handhabungstechnik. Doch ob nun IAS oder Montage- und Handhabungstechnik (M+H) – die Branche entwickelt sich zu einem immer wichtigeren Wirtschaftsfaktor für Deutschland. Der Umsatz stieg nach Angaben des Verbandes in 2012 um ein Prozent von 5,88 auf 5,94 Mrd. Euro und übertraf damit leicht den bisherigen Spitzenwert von 2011. Im laufenden Jahr will die Branche aber wieder stärker wachsen, nämlich um 5 Prozent auf 6,24 Mrd. Euro. Stärkste Kundenbranche für die M+H war auch 2012 mit Abstand die Automobilindustrie, die verstärkt in neue Technik und neue Werkstoffe investiert. Während der Umsatz mit der General Industry gegenüber 2011 deutlich zurückging, stieg er mit der Automobilindustrie nochmals um gut acht Prozent; der Umsatzanteil wuchs von 62 Prozent auf fast 71 Prozent an.

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Das Schaufenster der Branche, die Montage- und Handhabungsmesse Motek, findet in Stuttgart vom 07. bis 10. Oktober statt. Trotz starken Wettbewerbs in Hannover und München ist sie die führende Fachmesse der Branche. „Betrachtet man die drei Aussteller-Segmente Schlüsselfertiger Montageanlagenbau, Verfahrenstechnik und Komponenten ist die Motek in allen drei Segmenten führend“, bestätigt Dr. Gerhard Drunk, Geschäftsführer des Beratungshauses Xpertgate. „Allein 66 Anbieter schlüsselfertiger Montageanlagen aus sechs Ländern sind auf der Motek 2013 vertreten. Auch bei mechanischen und elektrischen Komponenten bietet die Motek traditionell einen vollständigen Marktüberblick.“

Auch bei den Prozessen zum Fügen (z. B. Schrauben, Nieten, Einpressen), Prüfen, Kennzeichnen und Verpacken sei die ganze Branche fast komplett als Aussteller vertreten, so Drunk. Über 100 Aussteller zu den aktuellen Dosiertechnik-Prozessen zum Kleben, Dichten und Vergießen zeige die Schwestermesse Bondexpo. Gerhard Drunk: „Zulegen kann die Motek noch durch verstärkte Bemühungen um den Montageanlagenbau und um Roboter-Systemintegratoren. Hier wurde für die Motek erstmalig speziell für die Bedürfnisse der Fachbesucher aus der Anlagenplanung ein nach montierten Werkstücken gegliederter Spezial-Messeführer Montageanlagenbau und Systemintegratoren erstellt. Dieser „Wer montiert was“-Spezial-Messeführer wurde in Zusammenarbeit mit Xpertgate entwickelt.“ Die Anwender und Messebesucher sind dabei vor allem interessiert an Lösungen der Montage- und Handhabungstechnik, die auf möglichst „intelligente“ Weise – sprich: sich den Anwenderanforderungen autonom anpassend - dabei helfen, ihre Produktion und Montage hinsichtlich Produktivität, Bedienungsvereinfachung, Betriebssicherheit, Qualitätssicherung und Energieeffizienz zu optimieren.

Welchen immer größeren Stellenwert gerade das letztgenannte Thema in der Montage- und Handhabungsbranche bekommt, beschreibt Manfred Bär, Geschäftsführer der IEF Werner GmbH in Furtwangen: „Heute sind die veränderten Bedürfnisse kostenbewusster Maschinenbauer wesentliche Treiber moderner Antriebskonzepte. In Produktionsbetrieben wird eine effektive Automatisierungstechnik immer mehr zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor - das zeigt sich besonders bei Montage- und Prüflinien. Denn die Teile müssen schnell und äußerst präzise bereitgestellt, in vorgegebener Lage einer Test- oder Montagestation zugeführt und wieder entnommen werden. Laut einer Studie des Zentralverbandes Elektrotechnik- und Elektroindustrie können mit energieeffizienten elektrischen Antrieben zirka 15 Prozent des momentanen Stromverbrauchs in der deutschen Industrie eingespart werden. Deshalb spielen in der gesamten Automatisierungstechnik Energieeffizienz und Klimaschutz eine immer wichtigere Rolle.“

Passend zu diesen Anforderungen stellt IEF Werner auf der Motek in Halle 1, Stand 1420 das Palettiersystem Ecostack vor, das die Produktpalette im Bereich der unteren bis mittleren Teilegewichte ergänzt. Seine Arbeitsweise eignet sich besonders zur Einbindung in Anlagen mit bestehenden Produkthandlings, zum Beispiel für Spritzgussmaschinen mit Entnahmehandling. Durch das spezielle Design wird im Palettenstapelbereich keine Schutzumhausung benötigt.

Die Vorteile, die diese Neuentwicklung den Kunden bietet, beschreibt Manfred Bär so: „Wir setzen bei unseren Lösungen auf energiesparende Arbeitsweisen. Wer von Energieeffizienz spricht, meint vor allem auch Kostenersparnis. Ein erheblicher Kostenvorteil wird zum Beispiel dadurch erreicht, dass unser Palettierer Ecostack komplett ohne energieintensive und damit teure Druckluft auskommt. Die Stromkosten für den einschichtigen Betrieb der Anlage konnten wir so auf unter 20 Euro pro Jahr senken. Außerdem haben wir das System so ausgelegt, dass Komponenten, die aktuell nicht benötigt werden, automatisch abschalten. Zudem wird die Energiezufuhr wann immer möglich unterbrochen – beispielsweise bei Maschinenstillstand, Schichtende und Pausen.“

Auch bei dem Vakuum-Spezialisten J. Schmalz sind die Themen Energieeffizienz und intelligente Komponenten die treibenden Themen bei der Entwicklung neuer Produkte, wie Thomas Wölpert, Leiter Verkauf Deutschland, bestätigt: „Wir versuchen stets, mit unseren Produkten dem Trend eine Nasenlänge voraus zu sein. So haben wir, noch bevor der Begriff „Industrie 4.0“ in aller Munde war, den Bedarf nach einer höheren Integration von Komponenten in die Maschinensteuerung aufgegriffen und konsequent weiterverfolgt. Das jüngste Resultat sind die Vakuum-Erzeuger unserer „i“-Serie: Sie werden zentral konfiguriert, optimieren autonom den Teilprozess der Vakuum-Technik und kommunizieren mit übergeordneten Steuerungen. Der Anwender kann damit den Energieverbrauch im Vakuum-System und den Anlagenzustand überwachen. Aus Automationssicht wird in Zukunft wesentlich mehr Intelligenz und Funktionalität in die Feldebene kommen, weil die Entwicklungen in der Elektronik, der Software, der Kommunikations- und der Sensortechnologie immer weiter fortschreiten. Entscheidend ist dabei, dass Maschinenbauer und IT-Spezialisten gemeinsam Lösungen erarbeiten und dem Anwender Funktionen zur Verfügung stellen, die den Anlagenbetrieb effizienter machen. Dabei ist es wichtig, dass der Anwender das System einfach installieren und betreiben kann, damit die damit verbundenen Nutzungspotenziale überhaupt voll ausgeschöpft werden können. Auch darauf haben wir bei der Entwicklung unserer „i“-Modelle großen Wert gelegt.“

Das jüngste Mitglied der „i“- Serie wird nun auf der Motek in Halle 1, Stand 1110, präsentiert: Die Modelle SCPSi sind besonders kleinbauend und leistungsstark. Mit einer Größe von nur 9 x 11 Zentimetern und einem Saugvermögen bis 65 Liter in der Minute sind sie geeignet für den Einsatz in Anlagen mit beengten Platzverhältnissen und Prozesse mit hohen Dynamik-Anforderungen.

200 Takte in der Minute

Darüber hinaus sind die „Kleinen“ mit mehr Funktionen ausgestattet als vergleichbare Ejektoren derselben Baugröße. Die Condition Monitoring Funktion erhöht die Anlagenverfügbarkeit; die integrierte IO-Link Technologie schafft umfassende Prozesstransparenz.

Für einen wirtschaftlichen Betrieb sind die Ejektoren mit einer automatischen Luftsparfunktion versehen. Diese senkt den Druckluftverbrauch um bis zu 80 Prozent gegenüber vergleichbaren Ejektoren ohne Regelung und reduziert dadurch die Betriebskosten. Gepaart mit extrem schnellen Ventilschaltzeiten sorgt die Performance der neuen Baureihe für kürzeste Taktzeiten in Anwendungen bis weit über 200 Takte in der Minute. Die Vorteile beschreibt Thomas Wölpert so: „Diese „intelligenten“ Vakuum-Erzeuger ermöglichen dem Anwender, seine Prozesse gezielt zu optimieren. Die integrierte Luftsparfunktion senkt den Druckluftverbrauch um bis zu 80 Prozent. Für den Anwender bedeutet das eine drastische Senkung des Energiekosten und eine Schonung wertvoller Ressourcen im täglichen Praxiseinsatz. In der modernen Handhabungstechnik spielt aber auch die Prozesssicherheit eine Rolle. Unsere Innovationen erlauben eine vorausschauende Wartung. Fehler werden erkannt, bevor sie Schaden anrichten können.“

Mehr Intelligenz packt auch der Industriewerkzeughersteller Desoutter in seine Werkzeuge, wie Geschäftsführer Jürgen Göbel erläutert: „Lösungen zur Montageautomation sollen Prozesse vereinfachen, beschleunigen und absichern. Gefragt sind aus unserer Sicht derzeit höherwertige Lösungen, die einfach zu bedienen sind und mit denen die Anwender die Qualität in der Fertigung und ihrer Produkte steigern können.“ Ein wichtiger Trend ist der Wunsch, die Qualität besser abzusichern – sei es, um Nacharbeit zu verhindern und so die Kosten zu senken oder gar, um Auftrags- und Imageverlusten vorzubeugen. In der Montage sind es hier vor allem Technologien zur Fehlervermeidung und Fehlerfrüherkennung mit Hilfe intelligenter Schraubtechnik, aber auch die Rückverfolgbarkeit, die durch die Dokumentation der Schraubergebnisse sichergestellt wird. Mit intelligenter Schraubtechnik können beispielsweise Fehler früher erkannt und Nacharbeit vermieden werden. Desoutter präsentiert auf der Motek in Halle 1, Stand 1185 mehrere neue Produkte, die diesen Trend aufgreifen. Darunter sind z. B. das Handling-System Rollex, mit dem ein Werkzeug in drei Achsen sicher geführt und positioniert werden kann. Oder auch der Teleskop-Karbonarm TRA, der in Stuttgart erstmals mit Positionsgeber vorstellgestellt wird. Er kann – in Verbindung mit der Hardware Posco500 – zur Werkerführung eingesetzt werden. Jürgen Göbel: „Beide Systeme stellen sicher, dass der Werker alle Schrauben eines Werkstücks in der richtigen Reihenfolge mit dem richtigen Einsteckschlüssel montiert und keine Schrauben vergisst.“

Das technische Highlight des französischen Industrie-werkzeugherstellers ist die neue Twin CVI3-Schraubersteuerung. Mit ihr kann der Anwender nun zwei Schraubkanäle gleichzeitig betreiben, also zwei einzelne Schraubwerkzeuge parallel laufen lassen. Das spart Programmieraufwand, erleichtert die Installation und verringert den Platzbedarf an der Linie. Jürgen Göbel: „Gegenüber dem Wettbewerb heben wir uns auch noch dadurch ab, dass auch Positioniersysteme direkt an die Steuerung angebunden werden können.“ Das System bietet sich zum Beispiel für Zweifach-Schraubsysteme an, bei denen zwei Werkzeuge parallel und im Endanzug synchron zwei Schraubverbindungen an demselben Bauteil anziehen müssen. Bei mehrstufigen Schraubverfahren werden alle einzelnen Stufen synchronisiert. „Damit werden Setzerscheinungen eliminiert, und die Qualität der Montage wird gesteigert. Beide Schrauber können aber auch unabhängig voneinander betrieben werden. So können an einem Arbeitsplatz zwei Werkzeuge an nur einer Steuerung eingesetzt werden, zum Beispiel ein Pistolen- und ein Winkelschrauber “, erläutert Göbel.

Martin Hochmuth, Leiter Technik und Produkte bei Hahn+Kolb, erläutert, welche Trends und Entwicklungen er derzeit in der Montage- und Handhabungstechnik beobachtet: „Dazu zählen vor allem mehr Vielfalt und Individualität der Produkte, Energieeffizienz sowie die modulare Bauweise von Produktionsstätten. Alle Systeme, die in der Produktion zum Einsatz kommen, müssen dieser Entwicklung folgen und ein hohes Maß an Flexibilität aufweisen. Außerdem erwarten unsere Kunden aus den verschiedenen Branchen niedrige Anlauf- und Durchlaufzeiten sowie eine hohe Betriebssicherheit bei gleichzeitig einfachster Bedienung. Dabei müssen alle Komponenten wartungsarm und langlebig sein. Bei der Auswahl unserer Produkte haben wir genau diese Anforderungen im Blick. Die durchdachte Technik macht die Federzüge und Balancer von Autostat zu den idealen Helfern im Produktionsablauf, die präzise und betriebssicher arbeiten. Je nach Anforderung kommen unsere Hebezeuge in der Maschinenbau- und Automobilindustrie zum Einsatz. Die modulare Bauweise erlaubt ein einfaches Tauschen der Tragfedern, um den Traglastbereich zu verändern. Unzählige Kombinationen mit Endaufsätzen wie Druckluftgeräten, Heftapparaten und Handscannern bieten eine Vielzahl von Einsatzmöglichkeiten – eben genau das, was sich unsere Kunden wünschen.“

Auf die Kundenwünsche ging auch die Zimmer Group bei der Entwicklung ihrer neuen Bus-Box ein. Diese wurde entwickelt, um den Verdrahtungsaufwand elektrischer Handhabungskomponenten zu reduzieren. Sie versorgt bis zu vier Aktoren mit Steuerungsdaten und elektrischer Energie und ist genau so einfach wie eine Ventilinsel anzuschließen: Einfach den Steckanschluss des jeweiligen Aktors an der Bus-Box einschrauben, und schon ist der Greifer oder der Vereinzeler ohne Programmieraufwand einsatzbereit. Zum Schaltschrank oder zur Steuerung führt dann, unabhängig von der Zahl der Aktoren, nur ein einziges Anschlusskabel zur Energieversorgung und eines für die BUS-Ansteuerung der Bus-Box, so dass der Aufwand für Verlegung und Wartungsaufgaben reduziert wird.

30 Prozent Kosteneinsparung

Das technische Potenzial der Bus-Box ist groß. Der Kunde kann es nutzen, muss es aber nicht: Im einfachsten Fall wird sie wie eine herkömmliche Ventilinsel betrieben, an die Aktoren angeschlossen werden und dann zurückmelden, ob sie offen oder geschlossen sind oder die Teachposition erreicht haben. Die Bus-Box wird gemeinsam mit den Vereinzelern der Baureihe VEE 9200 und den Nadelgreifern der Baureihe GEN 9100 auf der Motek in Halle 1, Stand 1201 vorgestellt. Ihre Kosten sind mit denen einer Ventilinsel vergleichbar; gegenüber pneumatischen Lösungen anderer Hersteller, bei denen Ventilinsel und Sensorik getrennt sind, lässt sich sogar eine Kosteneinsparung von rund 30 Prozent erzielen.

Kosteneinsparungen und Gewinne erzielen seien jedoch nicht nur ein heißes Thema bei den Kunden, meint Branchenexperte Dr. Gerhard Drunk, sondern auch bei den Herstellern selbst . Zu der Frage nach den zukünftigen Herausforderungen der Hersteller antwortet er: „Endlich Geld zu verdienen ist die größte Herausforderung. Branchentypische Umsatzrenditen von 2 bis 3 Prozent in guten Jahren stehen diametral im Widerspruch zu hoher Arbeitsbelastung, Termindruck und hohem Risiko im Projektgeschäft mit schlüsselfertigen Anlagen.“

Viele der Branchenunternehmen sind kleine und mittelständische Unternehmen. Dennoch sieht der Branchenexperte beim Thema Konsolidierung keine einheitliche Entwicklung: „Zum Einen bahnt sich ein Zusammenschluss von zwei der wichtigsten Investoren im deutschen Montageanlagenbau an: die MAX Automation AG mit dem Montageanlagenbauer IWM Automation GmbH im Portfolio plant die Übernahme der Assembly in Motion GmbH (AIM). In der AIM wiederum hat die Günther Holding GmbH ihre Montageanlagenbau-Akquisitionen Elwema Automotive GmbH, Rohwedder Macro Assembly GmbH und Rohwedder Micro Assembly GmbH zusammengefasst. Andererseits hat die Feintool International Holding AG ihre strategische Investition in den Aufbau einer Montagetechnik-Sparte beendet und zwischenzeitlich fast alle Tochtergesellschaften wie die Afag oder die Baltec verkauft oder geschlossen. Allein die IMA Automation Amberg gehört zurzeit noch zur Gruppe.“

Für eine nachhaltige Konsolidierung fehle bisher nach Ansicht von Xpertgate-Geschäftsführer Dr. Gerhard Drunk bei allen Investoren ein überzeugendes strategisches Konzept, bei dem das Ganze mehr und nicht weniger sei als die einzelnen Bestandteile. hs

Rangliste des Montageanlagenbaus

Das herstellerneutrale Portal Xpertgate hat eine Montageanlagenbau-Rangliste erstellt. Sie verdeutlicht, dass sich die Umsätze der Branche nach der Wirtschaftskrise erholt haben. So finden sich darin 21 Firmen, deren anteilige Montageumsätze für den Erhebungszeitraum über der für Finanzinvestoren interessanten Grenze von 30 Millionen Euro liegen, darunter 11 Firmen mit einem Montageumsatz von mehr als 50 Millionen Euro. In die aktuell gültige Montageanlagenbau-Rangliste 2011 wurden nur Firmen mit einem Schwerpunkt bei schlüsselfertigen Montageanlagenaufgenommen. Viele davon liefern neben Anlagen auch Komponenten für die Montage. Das Unternehmen Xpertgate stellt auf der Motek aus: Halle 1, Stand 1609.

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