SKF in der Automobilproduktion

Roboter und Montagelinien effizienter machen

Für Roboter liefert SKF ein ebenso breites wie leistungsfähiges Portfolio an Lösungen, die die Effizienz ganzer Montagelinien steigern können – wie ein Anwendungsbeispiel aus der Automobilproduktion veranschaulicht.

Durch das vergleichsweise geringe Gewicht der kompakten elektromechanischen Zylinder von SKF können Schweißroboter ebenso schnell und präzise wie energieschonend arbeiten.

Schon zu Beginn der Automobilproduktion – beim Formen von Blechteilen für die Karosserie – können SKF Produkte und Lösungen für eine höhere Effizienz der Montagelinie sorgen. Beispielsweise lassen sich Rollengewindetriebe in unterschiedlichen Ausführungen und Stückzahlen in modernen Servopressen einsetzen. Von den „mechatronischen Kraftprotzen“ bietet SKF eine große Produktvielfalt in Durchmessern von 8 bis 240 Millimeter an. Dabei überzeugen die Rollengewindetriebe durch höchste Qualität, Kraft und Präzision. Um das individuelle Optimum aus diesen Eigenschaften herauszuholen, können sich die Kunden außerdem auf den fachkundigen Rat von SKF verlassen: Wenn es beispielsweise darum geht, Gewindetrieb, Lager, Schmierung und Dichtung je nach Anforderung aufeinander abzustimmen, erarbeiten die Experten von SKF gemeinsam mit dem jeweiligen Anwender eine maßgeschneiderte Lösung.

Mechatronik für die Blechumformung

Stellen das robuste Herzstück vieler leistungsfähiger Lineartechnik-Lösungen für die Automobilproduktion dar: Planetenrollengewindetriebe von SKF.

In der Umformtechnik bieten die Planetenrollengewindetriebe von SKF dem Anwender eine ganze Reihe von Vorteilen. Beispielsweise stellen sie die maximale Presskraft bis hinunter zu Tempo 0 zur Verfügung. Zugleich lässt sich die optimale Auftreffgeschwindigkeit der Werkzeuge flexibel einstellen. Bei seiner Präzisionsarbeit erlaubt der Direktantrieb ebenso hohe Beschleunigungen wie auch kurze Zyklus-Zeiten. Darüber hinaus lassen sich mit den SKF Komponenten leistungsstarke Pressen mit kleinerem Platzbedarf realisieren. Unter dem Strich trägt all dies zu einer hocheffizienten Produktion bei, die die Werkzeuge schont und deutlich energiesparender ist als hydraulische Systeme. Nicht zuletzt senkt die elektromechanische Lösung auch die Lärm-Emissionen drastisch.

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Hochleistungslager und -dichtungen für Robotergelenke

Nachdem sie in Form gebracht worden sind, werden die Karosserieteile je nach Material und Anforderung punktgeschweißt, genietet oder verklebt. Zur Prozesssicherheit der daran beteiligten Roboter tragen u. a. extrem verschleißfeste, abgedichtete SKF Pendelrollenlager bei. Deren aktuelle Generation erreicht selbst unter schlechten Schmierbedingungen und/oder starker Verschmutzung deutlich längere Standzeiten als viele Wettbewerbsprodukte.

Um auch andere Gelenke des Roboters vor Verschmutzung zu schützen, empfiehlt SKF unter anderem die Hochleistungsdichtungen HMS5 und HMSA10. Diese bestehen aus einem optimierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk. Der wiederum trägt dazu bei, die Gelenke des Roboters perfekt gegen Schmutz abzudichten. Die rillierte Außenmantelfläche der Ringe verbessert die Dichtwirkung, ermöglicht festen Halt im Gehäuse und verhindert das Zurückfedern beim Einbau. Die federgespannte Dichtlippe reagiert schnell bei dynamischem Schlag und sorgt dafür, dass die Dichtwirkung sogar bei starkem Verschleißgrad erhalten bleibt. Dichtlippe und flexibler Teil sind so aufeinander abgestimmt, dass relativ hohe Rundlauf- und Koaxialitätsabweichungen problemlos ausgeglichen werden können. Die zusätzliche Schutzlippe der HMSA10 ist berührungsfrei und kann somit üblicherweise bei den gleichen Umfangsgeschwindigkeiten eingesetzt werden wie die Ausführung HMS5 mit einseitiger Dichtlippe.

Mechatronik fürs Schweißen und Nieten

Nachdem sie in Form gebracht worden sind, werden die Karosserieteile je nach Material und Anforderung punktgeschweißt, genietet oder verklebt. Auch bei dieser Anwendung können die SKF Rollengewindetriebe ihre Stärken ausspielen: Beim Nieten lassen sich die entsprechenden elektromechanischen Zylinder sehr präzise steuern. Außerdem arbeiten sie äußerst zuverlässig und senken dadurch den Instandhaltungs- bzw. Wartungsaufwand. Beim Schweißen überstehen die Zylinder beispielsweise mehr als 20 Millionen Zyklen. Darüber hinaus schonen sie durch ihre Präzision die Elektroden. In der Regel kann der Anwender dank der daraus resultierenden „Qualitätsarbeit“ rund 15 Prozent der Schweißpunkte sparen, welche man mit „althergebrachten“ Verfahren aus Sicherheitsgründen eigentlich setzen müsste.

Da sich die elektromechanischen Zylinder von SKF auch beim Nieten schnell und präzise steuern lassen, tragen sie zur Steigerung der Produktivität sowie zur Senkung von Instandhaltungs- und Wartungskosten bei.

Da der Einsatz von SKF Rollengewindetrieben den Bau von sehr kompakten elektromechanischen Zylindern ermöglicht, reduziert sich in Folge auch das Gewicht der gesamten Schweiß-Einheit. Durch das vergleichsweise geringe Gewicht der Einheit kann der entsprechende Roboter ebenso schnell wie genau und dabei noch energieschonender arbeiten.

Lineartechnik und Schmiersysteme für Lackierroboter

Nachdem die einzelnen Karosserieteile miteinander verbunden worden sind, wandert die Rohkarosse in die Oberflächenbehandlung. Hier herrschen zum Teil extreme Bedingungen. In der Lackierstraße beispielsweise stellt der Explosionsschutz zusätzliche Anforderungen an die dort eingesetzte Technik. Meist kommen Hochgeschwindigkeits-Rotationszerstäuber zum Einsatz, die unter Hochspannung stehen, um den vaporisierten Lack auch gleich zu ionisieren. Die Farbtanks an den Zerstäubern werden durch einen Zylinder unter Druck gesetzt, um den Lack durch die winzige Auslassöffnung am Zerstäuber zu pressen. Dafür sind enorme Kräfte erforderlich. Die entsprechende Power liefern Rollengewindetriebe von SKF. Für das Nachtanken des Farbvorrats am Roboter per zylindergetriebener „Einspritzung“ reicht eine SKF Lineartechnik-Lösung auf Basis von Kugelgewindetrieben aus. Beide Gewindetrieb-Varianten weisen die gleichen Vorteile auf wie die elektromechanischen Zylinder, mit denen SKF auch die Effizienz der Schweiß- und Nietroboter steigern kann.

Mitlaufschmiersysteme von SKF, wie beispielsweise die Typen GVP, sind selbst schon „kleine Roboter“: Sie schmieren Ketten in der Bewegung, erhöhen dadurch die Produktivität, minimieren Stillstandszeiten sowie manuelle Wartungsarbeiten und vermeiden übermäßigen Schmierstoffgebrauch.

Nach einem ähnlichen Prinzip wie beim Nachtanken des Farbvorrats sorgen SKF Mitlaufschmiersysteme auch für die automatische Schmierung von Kettenförderern. Derartige Systeme, die quasi selbst schon „Roboter“ sind, kommen beispielsweise in der Lackierstraße zum Einsatz: Dort kann mit SKF GVP oder auch Lincoln Cobra 1X die Schmierung der Förderkette erfolgen, während sich die Kette in Bewegung befindet. Dabei wird der Schmierstoff per schwenkbarem Injektor, der sich der Bewegung des vorbeifahrenden Schmierpunkts anpasst, mit Druck direkt in die einzelnen Rollen und/oder Achsen der Kette übertragen. Die übertragene Volumendosis lässt sich frei einstellen und bleibt vollständig unabhängig von der Viskosität des Schmierstoffs und den auftretenden Gegendrücken bei den verschiedenen Typen und Arten von Kettengliedern. Durch die automatische Schmierung „on-the-fly“ kann der Anwender seine Produktivität erhöhen, Stillstandszeiten und manuelle Wartungsarbeiten minimieren und übermäßigen Schmierstoffgebrauch vermeiden.

Auch für die Schmierung der Lackierroboter selbst hat SKF hocheffiziente Lösungen im Programm – beispielsweise das MonoFlex-System. Das Schmiersystem als solches wird außerhalb der Lackierkabine installiert; lediglich der explosionsgeschützte Druckschalter (ATEX II 2G IIC T4) wird direkt am Lackierroboter angebracht. Geschmiert werden beispielsweise die Linearführungen sowie die X-Achse des Roboters, wenn er neben der Karosse verfährt. In größeren Anlagen (oder bei speziellen Vorschriften) arbeitet ein elektrisches Zahnpumpenaggregat mit 0,2 l/min Fördervolumen. Für kleinere Anlagen reicht ein pneumatisches Kolbenpumpenaggregat mit 15 ccm/min Förderhub aus. In jedem Fall sind Kolbenverteileranlagen spürbar kostengünstiger als Progressivanlagen, so dass eine entsprechende SKF Lösung letztlich die Wettbewerbsfähigkeit des Anwenders fördert.

Hubsäulen für Transport-Roboter

Zum Weitertransport der lackierten Rohkarossen werden bis dato meist „schwebende“ Schienensysteme genutzt, in denen die Karosserien hängend befördert werden. Das wiederum erfordert hohe Investitionen beispielsweise in die Statik des Fabrikgebäudes sowie entsprechende Hängefördersysteme. Deutlich kostengünstiger ist der Weitertransport mit Flurförderfahrzeugen. Für diese fahrerlosen Transportsysteme hat SKF eine ebenso robuste wie flexible Lösung realisiert: Die Aufnahme der Karosserien übernehmen Module auf Basis einer XY-Positioniereinheit mit Hubsäule. Diese Module können die Karosserien nicht nur präzise über alle drei Achsen bewegen, sie können auch unterschiedlich geformte Karosserieteile aufnehmen, fixieren und „weiterreichen“. Das versetzt den Anwender in die Lage, diese Lösung für eine Vielzahl von Fahrzeugmodellen, Karosserieformen, etc. zu nutzen. Bei aller Flexibilität werden die Hubsäulen höchsten Anforderungen in Sachen Stabilität sowie Positionier- und Wiederholgenauigkeit gerecht, um eine reibungslose Endmontage zu ermöglichen. Dazu tragen nicht zuletzt die eingesetzten Kugelgewindetriebe und Führungen von SKF bei, die diese Aufgabe perfekt erfüllen.

Fazit

SKF Hubsäulen zur Aufnahme von Karosserieteilen auf Transportrobotern versetzen den Anwender in die Lage, diese Lösung für eine Vielzahl von Fahrzeugmodellen, Karosserieformen, etc. zu nutzen.

Das breite Produktportfolio von SKF verhilft Robotern und ganzen Montagelinien zu einer höheren Effizienz: Lager und Lagereinheiten, Dichtungen, Schmiersysteme und Mechatronik aus dem Hause SKF erhöhen die Flexibilität der eingesetzten Systeme, tragen zur Qualitätssteigerung bei und verbessern die Leistung von Maschinen und Anlagen. Gemeinsam mit dem profunden Anwendungs-Know-how, maßgeschneiderten Service-Angeboten und neuesten Produktentwicklungen bietet SKF bedarfsgerechte Lösungen für die aktuellen Herausforderungen einer hoch automatisierten Produktion.

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