Energiezuleitungen für PKW-Dachmontage

Perfekte Verbindung

Mensch ersetzt Roboter bei PKW-Dachmontage
Insgesamt hat Kabelschlepp 300 Meter Energieführungsketten verbaut, darunter auch Uniflex-Ketten.
Wenn das neue BMW 3er- Cabrio laut Hersteller die perfekte Verbindung zwischen Himmel und Straße herstellt, spielt dort auch der Mensch eine Rolle: Das versenkbare Hardtop wird nicht von Robotern montiert, sondern von Menschen. Von Innotech entwickelte und von Kabelschlepp mit Energieführung versehene Handhabungsgeräte unterstützen die Mitarbeiter mit besonderer Ergonomie und machen diese Arbeitsplätze behindertengerecht.

Wenn sich ein PKW-Hersteller entscheidet, in der Automobilfertigung Menschen statt Robotern einzusetzen, hat das neben der sozialen Verantwortung auch wirtschaftliche oder betriebstechnische Gründe. So auch bei BMW: Der bayerische Autoproduzent hatte natürlich überlegt, das versenkbare Hardtop für das neue Cabriolet im Werk Regensburg von Robotern montieren zu lassen. Dagegen sprachen der Platzmangel und die dadurch bedingten strengen Sicherheitsauflagen. Sie zu erfüllen hätte einen erheblichen Mehraufwand bedeutet. Lösung war die Verknüpfung manueller und vollautomatischer Fertigung: Eine einzige Person nimmt das Dach auf und hebt es in das Fahrzeug. Die eigentliche Positionier- und Hebearbeit verrichtet ein SPS-geführtes Gerät, mit dessen Hilfe die Bauteile ohne Kraftanstrengung und mit maximaler Sicherheit transportiert und aufgesetzt werden.

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Sorgt für Sicherheit

Ergonomie und Sicherheit sind zunehmend ein Thema. Eine Zweihand-Steuerung sorgt dafür, dass der Prozess gestoppt wird, sobald der Mitarbeiter einen Daumen aus dem Sensorbereich zieht, in dem er sich bei normaler Operation ständig befindet. Das sorgt nicht nur für rasches Anhalten bei irrtümlichem Loslassen, sondern überfordert Mitarbeiter nicht durch komplexe Manipulationen zum kontrollierten Stillsetzen der Einheit – immerhin beträgt das Verfahrgewicht 900 Kilogramm.

BMW beauftragte das Linzer Unternehmen Innotech Planungs- und Vertriebsgesellschaft mit der Entwicklung der Handhabungsgeräte. Der Spezialist für Industrieautomation hat bereits Erfahrungen mit ähnlichen Maschinen – unter anderem für Magna Steyr, VW Bratislava und BMW München. Den entscheidenden Ausschlag für die Wahl gab das Gesamtkonzept bei minimalem Platzbedarf und maximaler Ergonomie und Sicherheit – also hohe Funktionalität bei einfacher Handhabung.

Um dieses Ziel zu erreichen, wurden sämtliche Geräte nach der Konstruktion mit Catia V4/V5 einer 3D-Simulation unterzogen. Mögliche Konflikte und Gefahren ließen sich frühzeitig erkennen und vermeiden. Die Anlage verfährt die aufgenommenen Baugruppen in sechs individuell gesteuerten Achsen. Neben der x-, y- und z-Achse hat das Handhabungsgerät auch je eine Rotations-, Zentrier- und Feinpositionierachse. Neben der direkten Achsenkontrolle ist eine variable Ansteuerung jeder Achse durch die SPS möglich, auch für den Gewichtsausgleich.

Aufgaben verteilt

Für den Aufbau und Verbau der versenkbaren Hardtops hat Innotech 20 Handhabungsgeräte sowie einige spezielle Vorrichtungen an BMW geliefert. Eine Siemens S7400 übernimmt die Maschinensteuerung, Festo hat die Pneumatik geliefert. Robolife Alu Profil System hat zum größten Teil die der Aufgabe entsprechende Leichtbauweise realisiert.

Jede der sechs Achsen hat eigene Zuleitungen zur Energieversorgung. Da die einzelnen Achsen unterschiedliche Anforderungen an die Zuleitung stellen, kommen verschiedene Geometrien zum Einsatz. Auch hier war die Raumnot wesentliches Kriterium. Immerhin waren pro Einheit 300 Meter Energieführungsketten nötig. Das hat Kabelschlepp übernommen: Das Unternehmen erstellte ein Komplettsystem mit sämtlichen Medien und Steckern. Dabei kommen für die verschiedenen Achsen die Systeme Mono, Uniflex und Robotrax zum Einsatz. Den Anforderungen des Produktionsbetriebes entsprechend ist die Vermeidung von Standzeiten eines der wichtigsten Entwicklungsziele. Daher sind alle Energie-führungsketten leicht austauschbar montiert. Bei Betriebsstörungen muss nicht ab- und wieder aufgerüstet werden – vielmehr wird das gesamte System mit wenigen Handgriffen durch ein baugleiches ersetzt. Das stellt einen nahezu unterbrechungsfreien Betrieb ohne nennenswerte Stillstände sicher.

Ausgezeichnetes Kanalsystem

Das auch in dieser BMW-Anlage verwendete Kanalsystem Robotrax wurde mit dem if-Design Award ausgezeichnet. Das Besondere an dem 3D-beweglichen Energieführungssystem aus Kunststoff ist die Verbindung der einzelnen Glieder mittels kugelförmiger Schnappverschlüsse. Sie ermöglichen nicht nur Drehbewegungen bis 420 Grad, wodurch sie geeignet sind für den Einsatz in Industrierobotern, Drehtischen und Montagevorrichtungen. Sie haben interne Krümmungsradius-Anschläge, die ein Unterschreiten der spezifizierten Radien verhindert und so die Kabel schont. Das in insgesamt fünf Größen und mit Außendurchmessern von 40 bis 100 Millimeter erhältliche System erhielt laut Jury den begehrten Designpreis, da es dem Hersteller gelang, Ergonomie, Funktionalität und Design in Einklang zu bringen. Eigenschaften wie die Ausführung als offenes System mit gut sicht- und damit kontrollierbaren Leitungen, die werkzeugfreie Bestückung oder das Drei-Kammer-System zur Aufnahme von Leitungen mit unterschiedlichen Durchmessern untermauern das. Zudem gestattet die Ausführung mit Leitungen, die nach dem Eindrücken selbstständig gehalten werden, den raschen und einfachen Tausch ganzer Systemelemente durch einfaches Öffnen der Befestigungselemente. Das war auch im beschriebenen Fall bei BMW gefordert. PR/pb

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