Handhabungsgeräte

Module im Minutentakt

Handhabungsgeräte für die ergonomische Montage am Pkw. Der Audi A3 fährt in Ingolstadt vom Band. Bis zur letzten Station der Qualitätskontrolle in der Endmontage wird jedes Fahrzeug in aufeinander abgestimmten Montageschritten aufgebaut. Manipulatoren, die das Gewicht der Module kompensieren und sich innerhalb der Taktzeit vom Montageband mitziehen lassen, erleichtern die Arbeit.

(Foto: Lissmac)

Die Ausstattung der Montagelinien mit Manipulatoren, die ergonomisches Arbeiten ermöglichen und die Qualität der Montage sichern, hat bei Audi eine lange Tradition. Mit jedem neuen Audi-Modell entsteht ein Bedarf nach neuen Handhabungsgeräten, weil das Unternehmen sowohl die Karosserien als auch die Einbaumodule planmäßig weiterentwickelt. Mit den Erfahrungen wachsen die Anforderungen an die Manipulatoren und damit auch die Rationalisierungsergebnisse auf natürliche Weise. Audi setzt Handhabungsgeräte der Bad Wurzacher Lissmac ein; vor eineinhalb Jahren kamen von hier zwei Handhabungsgeräte für die Montage des Cockpits und ein Handhabungsgerät für den Anbau des Frontends. Derzeit sind zwölf Lissmac-Handhabungsgeräte bei Audi in Ingolstadt im Einsatz.

Mit der Entwicklung eines neuen Fahrzeugtyps holt Audi Angebote für passende Handhabungsgeräte nach den Vorgaben des Lastenhefts ein. Wichtigste Eckpunkte sind dabei die Referenzpunkte zum Abgreifen der Module und zur Montage an die Karosserie. Wenn die ersten Automobile einer neuen Serie über die Linie laufen, müssen die Handhabungsgeräte voll funktionstüchtig sein. Deshalb beginnt Audi üblicherweise etwa ein Jahr vor dem Produktwechsel mit der Ausschreibung der Betriebsmittel. Bis zur Auftragsvergabe wird gemeinsam die konstruktive Gestaltung konkretisiert; im konkreten Fall standen Lissmac bis zur Vorabnahme etwa acht Monate zur Verfügung, in denen die Handhabungsgeräte konstruiert und gefertigt wurden.

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Komplexe Lösung zum Cockpiteinbau
Die Cockpits fertigt Audi selbst. Im Erdgeschoss der Montagehalle, direkt unter der Montagelinie, entstehen die einbaufertigen Cockpits in einer Montagehängebahn. In die Teileträger der Hängebahn werden zunächst Klimaanlage und Modulquerträger eingelegt. Um den Modulquerträger herum komplettieren die Mitarbeiter das Cockpit. Das einbaufertige Modul gelangt per Heber nach oben, direkt ans Montageband zum Takt Cockpit-Einbau. Der Mitarbeiter entnimmt das Cockpit mit Hilfe des Lissmac-Handhabungsgeräts direkt aus dem Teileträger im Heber. Diese Übernahme muss kollisionsfrei, also präzise und sehr gefühlvoll erfolgen. Das Cockpit muss beschädigungsfrei übergeben werden. Damit an dieser kritischen Schnittstelle keine Probleme entstehen, wurde die Konstruktion der Teileträger in die Ausschreibung für die Handhabungsgeräte zur Cockpitmontage einbezogen. Das heißt, Lissmac beschäftigte sich bis dahin intensiv sowohl mit der Vormontage des Cockpits als auch mit dem Einbau des fertigen Moduls in die Karosserie.

Zwei baugleiche Handhabungsgeräte an der Linie
In einer Übergangsphase montiert Audi neue Modelle und Vorgängermodelle auf einer Linie. Das bedeutet, das neue Handhabungsgerät wird immer dann aus der Montagelinie gefahren, wenn ein Vorgängermodell des neuen Audi A3 zu montieren ist. Wenn der Platz frei ist, fährt der Mitarbeiter das alte Handhabungsgerät in die Montagelinie. Da die Cockpits etwa 60 Kilogramm wiegen, kommt auch bei Ausfall eines Handhabungsgeräts kein manueller Einbau infrage. Deshalb sind stets zwei baugleiche Handhabungsgeräte an der Montagelinie vorhanden. In der Übergangsphase sind es also vier Geräte, die betriebsbereit an der Montagelinie zu positionieren sind. Dazu baute Lissmac ein verzweigtes Decken-Schienensystem mit Bahnhöfen, Parkplätzen und Übergabestationen, über die das jeweils benötigte Handhabungsgerät zur Montagelinie gelangt. Im Fall der Handhabungsgeräte für den Cockpiteinbau hat Lissmac folgerichtig in seinem Projekt die Gegebenheiten der beiden älteren Handhabungsgeräte eines anderen Herstellers einbezogen.

Zur sicheren Aufnahme des Cockpits aus dem Heber führt der Werker die Positionierdorne des Greifmittels in die Zentrierungslöcher des Teileträgers. Die eingefahrenen Positionierdorne geben das Cockpit frei. Dabei werden die Krallen, die das Cockpit im Teileträger halten, entriegelt. Jetzt betätigt der Mitarbeiter die Taste "Spannen". Die seitlich unter den Positionierdornen paarweise angeordneten Aufnahmedorne fahren horizontal zum Cockpit und verriegeln es. Die beiden Gegenhalter des Greifmittels stützen das Cockpit an den Tunnelstützen von unten ab. So wird das Cockpit mit wenig Kraft spannungsfrei und sicher aufgenommen. Wiederum von den Positionierdornen geführt, zieht der Bediener das Cockpit kollisionsfrei aus dem Teileträger. Da die pneumatische Z-Achse das Gewicht des Cockpits kompensiert und Reibradantriebe das Handhabungsgerät in der Längs- und Querrichtung bewegen, führt der Bediener die aufgenommene Last gegen die Montagerichtung praktisch schwerelos zur Einfahrposition. Zusätzlich wird automatisch das Anheben beziehungsweise das Absenken der Last durch den Pneumatikzylinder unterstützt. Der Mitarbeiter gibt den leeren Teileträger frei, und das nächste Cockpit wird nach oben gefördert.

Cockpit gelangt kollisionsfrei in die Karosserie
Während des Umschlags vom Heber zur Einbauposition schwenkt der Greifer mit Hilfe des seitlich installierten Pneumatikzylinders das Cockpit automatisch nach oben in eine definierte Einfahrposition. Am Taktbeginn führt der Mitarbeiter das Cockpit kollisionsfrei durch den vorderen Türausschnitt in die Karosserie. Zuvor müssen alle Bremsen und die Reibradantriebe gelöst sein, damit sich das Handhabungsgerät auf dem Schienensystem frei bewegen kann. Beim Einfahren schmiegt sich der Greifer über die Rolle an die B-Säule. Ab diesem Moment zieht das Montageband das Handhabungsgerät mit. Durch die geführte Bewegung werden mögliche Kollisionen ausgeschlossen. Nach der Einfahrt schwenkt der Greifer das Cockpit automatisch in die Einbauposition. Jetzt docken die Mitarbeiter auf der rechten und linken Seite den Greifer an die Türscharniere an. Damit haben sie das Cockpit fürs Fügen an die Karosserie präzise positioniert. Anschließend bestätigen beide Mitarbeiter per Tastendruck die Freigabe für den Fügeprozess. Zum Fügen schiebt der Greifer das Cockpit bündig an die Karosserie. Nach dem Verbinden gibt es erneut einen Tastendruck von beiden Seiten. Der Greifer löst sich und zieht sich zurück. Die Mitarbeiter trennen den Greifer von den Türscharnieren. Automatisch schwenkt er in eine definierte Ausfahrposition, so dass der Bediener den Greifer beschädigungsfrei über die Rolle aus dem Fahrzeug fährt. Auf dem Weg zum Heber, aus dem das Cockpit für das nächste Fahrzeug geholt wird, schwenkt der Greifer automatisch in die Ausgangslage zurück. Das alles geschieht innerhalb der Taktzeit.  pb

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