Mehrfachschrauber

Knickarm-Roboter montiert Räder im Fließbetrieb

Ein an einem Knickarm-Roboter befestigter 5-fach-Schrauber von Atlas Copco Tools ermöglicht Magna Steyr die prozesssichere vollautomatische Radmontage im Fließbetrieb. Selbst Diebstahlsicherungsschrauben mit wechselndem Code lassen sich prozesssicher verbauen. Künftig können auch Fahrzeugderivate in ein und derselben Linie gefertigt werden. Die Montagestation passt sich allen Herausforderungen flexibel an.

Ohne Zwischenstopp des Bandes

Mit Hilfe eines Knickarm-Roboters lässt sich die Mehrfach-Schraubtechnik von Atlas Copco Tools auch in der Fließmontage einsetzen. Der Vorteil: Die Mitarbeiter werden bei der arbeitsintensiven und körperlich anstrengenden Radverschraubung entlastet, gleichzeitig arbeitet die Station prozesssicher.

Dass Autoräder keine Leichtgewichte sind, weiß jeder, der einmal in Eigenregie von Sommer- auf Winterbereifung oder zurück gewechselt hat. Den Werkern in der Neuwagenmontage geht es nicht anders, auch wenn sie schon seit Längerem über wie automatische Mehrfachschrauber verfügen. "Bei körperlich anstrengenden Tätigkeiten suchen wir stets nach der bestmöglichen Lösung, um unsere Mitarbeiter zu entlasten", sagt Erwin Fandl, Leiter Montage der Business-Unit High Volume bei der Magna Steyr Fahrzeugtechnik AG & Co. KG in Graz. "Insbesondere dann, wenn eine hohe Variantenvielfalt und, damit verbunden, eine Verwechslungsgefahr hinzukommt." Bei den Grazern ist das der Fall, weil man bei der prozesssicheren Montage der Räder nicht nur Diebstahlsicherungsschrauben verbauen muss, der Code in bestimmten Abständen wechselt, sondern auch verschiedene Fahrzeugderivate in derselben Linie fertigen will. Als ob diese Anforderungen nicht genügten, stellten Fandl und sein Team noch eine weitere: Die besonders flexible Rädermontage sollte im Fließbetrieb arbeiten - also ohne Zwischenstopp des Bandes. Franz Schinnerl, verantwortlich für die Montageplanung, fand dafür ein passendes System bei der IBG Automation GmbH aus Neuenrade. Kernelement dieser Fertigungszelle sind zwei Kuka-Knickarm-Robotor, die sich so programmieren lassen, dass sie variabel der Fließgeschwindigkeit in der Linie folgen. Sie nehmen nicht nur die jeweils links und rechts zu montierenden Räder auf, sondern tragen gleichzeitig einen 5-fach-Schrauber mit QST-Spindeln von Atlas Copco Tools. Die bereits in vielen anderen Einsätzen in der vollautomatischen Radmontage bewährten Mehrfachschrauber lassen sich auf diese Weise auch in der Fließmontage erfolgreich einsetzen.

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Qualität dank Fehlhandlungssicherheit

Robuste Systeme sind für Magna Steyr die Voraussetzung, um die hohe Qualität in der Montage sicherzustellen. "Nur wenn unsere Mitarbeitern ein optimales Arbeitsumfeld vorfinden, passt am Ende des Tages auch das Ergebnis", fährt Erwin Fandl fort. Gleichzeitig müsse die sogenannte "Fehlhandlungssicherheit" gegeben sein - und zwar an der Stelle, an der montiert werde. "Es gibt bei uns keinen nachfolgenden Prüfschritt mehr!" Prüfen sei nicht wertschöpfend, aber darauf verzichten könne man nur, wenn die Montage prozesssicher erfolge. "Mit der Radmontage per Roboter kommen wir diesem Ziel einen weiteren Schritt näher", sagt Fandl, "die Station ist also gleichzeitig ein Null-Fehler-Portal." Nur wenn die Radmontage erfolgreich war, wird das Fahrzeug für weitere Fertigungsschritte freigegeben.

Automatische Schraubenzuführung für die Diebstahlsicherung

Fehlerfrei müssen vor allem auch die Diebstahlsicherungsschrauben montiert werden. IBG stellt dies über eine automatische Schraubenzuführung sicher. Gesteuert wird sie vom Fertigungsleitrechner, der vorgibt, wann eine Diebstahlsicherung (eine der fünf Radschrauben lässt sich nur mit einer codierten Nuss verschrauben und lösen) einzubauen ist und der vorab auch die Anlieferung der richtigen Räderkombination just in Sequence auslöst. Eine der fünf Spindeln des Mehrfachschraubers nimmt dann die entsprechend codierte Nuss und die zugehörige Schraube auf. Sind alle Radschrauben angezogen, melden alle Spindeln das Resultat als i. O. (in Ordnung) oder n. i. O. (nicht in Ordnung). "Auf diese Weise können wir selbst in unserer hochgetakteten Montage sicherstellen, dass alle Räder korrekt montiert sind und an jedem Rad die Diebstahlsicherungsschraube verbaut ist", betont Franz Schinnerl.

Nur kein Ausfall

Für die Auswahl der Schraubtechnik fragte Systemlieferant IBG bei Magna Steyr an, welches System gewählt werden sollte. "Da wir hier in der ganzen Halle mit Atlas-Copco-Lösungen arbeiten, wollten wir natürlich dabei bleiben", so Schinnerl weiter. "Denn Service und Wartung können auf diese Weise zentral im Werk vor Ort erfolgen; unsere Mitarbeiter sind entsprechend geschult, so dass sie auch mit dem Mehrfachschrauber umgehen können." Eingesetzt werden in Graz QST-Einbauspindeln mit Power-Macs-4000-Steuerungen, die umfangreiche Überwachungsfunktionen bieten und auch die Programmierung komplexer und flexibler Schraubstrategien ermöglichen. Das ist insbesondere bei neuen Fahrzeugmodellen oder Sondervarianten wichtig. Die besonders robuste Konstruktion von Steuerungen und Schraubspindeln stellt eine hohe Verfügbarkeit sicher - denn ausfallen dürfen die Radschrauber nicht.

Probleme der Automatisierung umgehen

Mit den beiden Robotern bleibt Magna Steyr auch zukünftig sehr flexibel. "Ändert sich die geometrische Anordnung durch neue Fahrzeugtypen, können wir die Knickarm-Roboter sehr leicht umprogrammieren", sagt Erwin Fandl. "Das heißt, wir können schnell reagieren, auch wenn zukünftig mehrere unterschiedliche Fahrzeugderivate in einer Linie gefertigt werden sollen." Die Grazer können so auch die bekannten Probleme der Automatisierung umgehen - die Variantengängigkeit wird durch das System nicht eingeschränkt. Das ist wichtig, weil insbesondere im Premium-Segment die Variantenvielfalt hoch ist: Jeder Kunde möchte sein individuell angepasstes Fahrzeug bekommen. lg

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