Wie kosteneffizient und produktiv Automation sein kann, zeigt eine Anlage zum Bearbeiten von Lenkkonsolen. Zeitraubende Handhabungsprozesse wurden durch eine Bearbeitung direkt auf den Werkstückträgern ersetzt. Mit dem neuen Konzept und einem schnellen Sechsachs-Roboter sollen sich neue Taktzeit-Dimensionen erschließen lassen.
„Man muss einfach überzeugende Lösungen präsentieren, will man mit einem jungen Zwölf-Mann-Unternehmen an anspruchsvolle Aufträge in der Automotive-Branche kommen“, weiß Walter Schaffhauser, Geschäftsführer der Automations Robotic GmbH aus Erfahrung. Der Jungunternehmer konnte auf viele Jahre Erfahrung in der Automatisierungsbranche zurückblicken, als er vor rund zwei Jahren sein eigenes Unternehmen gründete. In der kurzen Zeit hat sich Automations Robotic, kurz AR, durch neue Lösungen einen Namen gemacht. Heute sind Konzeption und Realisierung komplexer Automatisierungsanlagen für den Systemintegrator aus dem niederbayerischen Massing zur Selbstverständlichkeit geworden.
Dass sich das kleine Unternehmen immer wieder gegen weitaus etablierte Konkurrenz durchsetzen kann, führt Schaffhauser auf die Innovationskraft seiner Mannschaft zurück. Auch bei vermeintlichen Standardapplikationen gelingt es AR in vielen Fällen, im Verborgenen liegende Potenziale zu erschließen. Die Anlage für die Bearbeitung der Lenkkonsolen aus Aluminium-Druckguss ist ein Musterbeispiel für die Umsetzung einer Standardaufgabe.
Die eigentliche Aufgabenstellung: An Lenkkonsolen aus hochwertigem Aluminium-Druckguss sind vier Gewinde zu formen sowie Entgrat- und Polierarbeiten durchzuführen. An einer von drei möglichen Varianten ist zudem eine Bohrung auszuführen. Geeignete QS-Maßnahmen sollen die Qualität der Bearbeitung sicherstellen. „Was sich einfach anhört und prinzipiell auch einfach umzusetzen wäre, wird dann zur Herausforderung, wenn hohe Anforderungen des Kunden hinsichtlich Taktzeiten, Verfügbarkeit, Platzbedarf und Wartungsfreundlichkeit konventionelle Standardlösungen ad absurdum führen“, so Schaffhauser.
Auf den ersten Blick sieht die Anlage in der Praxis jedoch nicht so unkonventionell aus. Über ein Längstransfersystem sind die einzelnen Stationen verkettet, die Werkstückträger werden platzsparend auf zwei parallel verlaufenden Spuren wieder zurück zur Ausgangsposition geführt – was auffällt ist das klare, platzsparende Linienlayout mit perfekt zugänglichen Stationen – eine Anforderung des Kunden, wie Walter Schaffhauser erklärt. Erst als der Probebetrieb der Anlage startet, offenbaren sich die feinen Details der Automatisierungslösung. Während die sensorische Prüfung der exakten Lage der Lenkkonsolen auf den Werkstückträgern, die manuell bestückt werden, noch keine größeren Überraschungen birgt, unterstreichen die Niederbayern an den Stationen zwei und drei ihre Kreativität. Hier steht das Formen von vier Gewinden an den Lenkkonsolen auf dem Programm. Das Highlight dabei: Die Schraubstationen sind über dem Transfersystem platziert, die Bearbeitung der Aluminium-Druckguss-Konsolen findet direkt auf dem Werkstückträger statt.
Diese Lösung ist zwar technisch besonders anspruchsvoll, bietet aber enorme Vorteile wie Walter Schaffhauser erklärt: „Durch die Direktbearbeitung der Konsolen auf dem Werkstückträger sind keine Handhabungsvorgänge zu Bearbeitungsstationen und zurück nötig. Mit der Bearbeitung direkt auf dem Band können wir die sehr sportlichen Taktzeitvorgaben von rund zwölf Sekunden erfüllen. Darüber hinaus führt die kompakte Bauweise zu erheblichen Platzeinsparungen.“
Die technische Herausforderung bestand darin, die Druckgusskonsolen auf dem Werkstückträger derart präzise zu spannen, dass das Gewindeformen prozesssicher bei einer geforderten Genauigkeit von unter 0,1 mm auszuführen ist. Dazu werden die Werkstückträger samt zu bearbeitendem Teil vom Band abgehoben und über eine Drucklufteinheit gespannt.
Nach dem Gewindeformen führt die Reise weiter auf dem Transfersystem in Richtung Roboter. Den richtigen Sechsachser für die anspruchsvolle Aufgabe zu finden, war für Walter Schaffhauser keine besonders schwierige Aufgabe. Sein Unternehmen ist zertifizierter Servicepartner von Yaskawa. „Das AR-Team kennt unsere Roboter in- und auswendig. Die Mitarbeiter sind regelmäßig bei Yaskawa zur Schulung und übernehmen als Yaskawa-Servicepartner im nordbayerischen Raum Wartungs- und Instandhaltungsmaßnahmen an Motoman-Robotern. Die Entscheidung, für diese Applikation das Modell HP20D einzusetzen wird den hohen Anforderungen des Endkunden in punkto Präzision, Geschwindigkeit und Verfügbarkeit bestens gerecht“, so Jürgen Riedinger, Sales Manager bei der Yaskawa Europe GmbH.
Der Sechsachser ist der Chef an der letzten Station der Linie und übernimmt die Fertigbearbeitung der Lenkkonsolen. Dabei ist neben jeder Menge Präzision auch High-Speed gefordert, steht doch die Abarbeitung einiger Positionen innerhalb des 12-Sekunden-Taktes auf dem Programm. Dazu nimmt der HP20D mit seinem Doppelgreifer jeweils zwei Lenkkonsolen vom Band ab und fährt im ersten Schritt an eine QS-Station, deren Aufgabe darin besteht, die geformten Gewinde sensorisch zu überprüfen. Gibt die Qualitätskontrolle grünes Licht, steuert der Sechsachser mit den beiden Lenkkonsolen in der Hand die Polier- und Entgratstation an. Hier stehen diverse Operationen an, darunter das Entgarten bestimmter Bohrungen sowie Polierarbeiten vorwiegend aus optischen Gründen. Nach Abarbeitung dieser Punkte wäre mit der Übergabe der Lenkkonsolen an eine Teilereinigunganlage der Job für den Roboter erledigt – stünden da nicht schon die nächsten Konsolen parat.
Tatsächlich nimmt die Arbeit für den Roboter kaum je ein Ende. Die Anlage läuft im Drei-Schicht-Betrieb nahezu rund um die Uhr. Der jährliche Output der Anlage soll bei beachtlichen 850 000 Einheiten liegen. Verschnaufpausen für den Roboter ergeben sich bestenfalls bei der Umrüstung der Anlage von einer der drei Varianten auf eine andere. Ganze zehn Minuten beansprucht die komplette Umrüstung und sie steht nur alle paar Tage oder gar Wochen einmal auf dem Programm.
„Für diese taktzeitkritische Applikation benötigten wir einen sehr schnellen Roboter mit maximaler Verfügbarkeit und den haben wir mit dem Motomann HP20D auch gefunden. Was uns außerdem begeistert an der Maschine, ist die platzsparende, schlanke Bauform. Trotzdem verfügt der Sechsachser über eine beachtliche Reichweite, so dass wir alle Stationen mit dem Roboter erreichen können. Auch hinsichtlich seiner Präzision hat uns das Modell überzeugt“, so Walter Schaffhauser. Intelligentes Engineering, der Einsatz des schnellen und langlebigen Roboters sowie die durchgängige Verwendung hochwertiger Komponenten führen in der Summe zu einem Anlagenkonzept, das die Anforderungen des Kunden über lange Zeit hinweg zuverlässig erfüllen wird.
Ralf Högel
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