Neue Perspektiven

Für die Verkettung von Montagestationen hat Bär Automation seine bisherigen Automatisierungskonzepte zum Contrax-Montagetransportsystem weiterentwickelt. Das fahrerlose, teilautonome Transportsystem befördert Werkstücke wie Getriebe, Motorenblöcke, Armaturen oder Elektromotoren von einer Montagestation zur nächsten – mit der Besonderheit, dass die Werkstücke auf einem Werkstückträger fixiert sind, auf dem sie während des gesamten Arbeitsprozesses bleiben. Die bis 150 Kilogramm belastbaren Fahrzeuge fahren per optischer Spurführung mit einer Genauigkeit von einem Millimeter an die jeweilige Zielstation heran. Dort werden die schwimmend gelagerten Werkstückträger durch einen höhenverstellbaren Auslegertisch an der Montagestation mit hoher Genauigkeit zentriert. „Möglich wird das durch die besondere C-Form des Transportsystems“, erläutert Geschäftsführer Ralf Bär. Das Fahrzeug fährt mit seiner offenen Seite so an die Montagestation heran, dass es mit seinen Querschenkeln den Auslegertisch umschließt. Sobald die Sensoren die Annäherung gemeldet haben, fährt der Auslegertisch ein wenig nach oben; er hebt dabei den Werkstückträger geringfügig an und zentriert ihn mit Indexstiften. Das Werkstück nimmt dadurch in der Montagestation eine präzise festgelegte und auf 0,1 Millimeter genau wiederholbare Position ein. Gleichzeitig bleibt das Fahrzeug bei den Montagearbeiten völlig kraftfrei, und die Montage kann mit hoher Präzision erfolgen.

Feste Verkettungen zwischen den einzelnen Arbeitsstationen werden damit überflüssig. Da die Werkstücke von vier Seiten zugänglich sind, kann an den Montagestationen sowohl manuell als auch halb- und vollautomatisch gearbeitet werden. So lassen sich Schraub-, Montage-, Füge- oder robotergestützte Dispenser-Prozesse durchführen. Bei manueller Bearbeitung können mehrere Werker gleichzeitig an einem Werkstück arbeiten – auch in einer Kombination aus manuellen und automatischen Prozessen, etwa bei manuellen Messvorgängen und anschließender automatischer Verpressung von Zahnrädern.

Das Montagetransportsystem, das bereits bei einem namhaften deutschen Automobilzulieferer eingesetzt wird, bietet ein hohes Maß an Flexibilität und Wandelbarkeit. Wechsel innerhalb der Produktpalette lassen sich schnell durchführen. Dazu wird lediglich der Werkstückträger auf dem Fahrzeug ausgetauscht – und schon kann ein anderes Produkt auf der Montagelinie montiert werden. Die optische Spurführung kann binnen Minuten verändert werden, um neue Stationen zu integrieren, vorhandene zu umfahren oder Weichen und Ein- beziehungsweise Ausschleuspunkte einzurichten.

Die Fahrzeuge des Contrax-Montagetransportsystems bieten einen echten 24-Stunden-Betrieb und können über Jahre hinweg ohne jede Unterbrechung genutzt werden. Möglich wird das durch das spezielle Energiemanagement der Fahrzeuge, die mit einem Batterie-Kondensatorsystem ausgestattet sind. Ein hochkapazitiver Doppelschicht-Kondensator wird während der Montageprozesse an einer oder mehreren Stationen regelmäßig aufgeladen. Aus dem Kondensator werden nicht nur die beiden Antriebsmotoren versorgt, sondern auch ein zusätzlicher Akku, der als Ladereserve für längere Stillstandszeiten dient. Dieses Energiemanagementsystem ermöglicht den Verzicht auf Induktionsschleifen, die in den Boden eingefräst werden müssen und nicht nur hohe Investitionskosten, sondern auch hohe laufende Kosten verursachen, da sie permanent mit Strom versorgt werden müssen. Hinzu kommt, dass vergleichbare Fahrzeugsysteme üblicherweise Standzeiten benötigen, in denen sie geladen werden.

Weil das System selbst bei einem vollständigen Umbau der Produktion noch weiter eingesetzt werden kann, bietet es einen hohen Investitionsschutz – im Gegensatz zu starren Fördertechnologien wie Funktionsrollenbahnen oder Stauförderkettenbahnen, die bei größeren Umbauten üblicherweise nur noch entsorgt werden können. Um die Kosten noch weiter zu senken, hat der Hersteller das System dezentral aufgebaut: Die einzelnen Fahrzeuge sind nur mit einer einfachen Steuerung ausgestattet und erhalten ihre Befehle von der Stations-SPS, die mit dem Leitrechner verbunden ist. Die SPS liest beim Ankommen eines Fahrzeugs seinen Datenspeicher aus, kommuniziert mit dem Leitrechner und gibt dann zum Beispiel den Befehl zur Weiterfahrt bis zur nächsten Station. Der Leitrechner braucht dabei keine aufwändigen Strategien für das Fahrzeug zu berechnen, und das System bleibt durch den dezentralen Aufbau sowohl flexibel als auch kostengünstig. Der Preisvorteil gegenüber herkömmlichen Lösungen sei deutlich, so der Anbieter.

Die Werkstücke sind während der Produktion mit einem temporären Datenträger ausgestattet, auf dem sämtliche Produktions- und Montagedaten gespeichert werden. Sind solche Datenspeicher wie sonst üblich an den Werkstückträgern befestigt, müssen die Daten mit hohem Aufwand übertragen werden, wenn das Werkstück zum Beispiel auf einen anderen Werkstückträger umgesetzt wird. Das von Bär gewählte Verfahren hat den Vorteil, dass die Daten auch dann noch vollständig verfügbar sind, wenn die Werkstücke für Nacharbeiten oder Stichprobenuntersuchungen aus der Linie ausgeschleust werden. Die an einzelnen Stationen anfallenden Daten werden gleichzeitig an den Leitrechner gemeldet, so dass dort jeder Prozess kontrollierbar ist. Die Daten werden nach Abschluss der Montageprozesse zwischen Leitrechner und Datenträger abgeglichen und zu einer Lebenslaufakte des Produktes zusammengefasst, so dass damit eine lückenlose Qualitätssicherung gewährleistet ist.

Das Contrax-Montagetransportsystem kann dank der geringen Fahrzeugabmessungen auch zwischen eng stehenden Montagestationen eingesetzt werden und ermöglicht eine barrierefreie Produktion ohne hinderliche Rollenbänder oder ähnliche Verkettungseinrichtungen, so Bär Automation. Das Montagetransportsystem kann den Werkstücktransport übernehmen und auf der gleichen Spur auch Material an die Stationen zuführen. pb