Leantechnik-Positionierungssystem

Verschiedene Varianten an einer Linie

Leantechnik hat den AFP-Systembaukasten entwickelt, mit dem sich verschiedene Varianten eines Produktes wirtschaftlich auf einer einzigen Fertigungsstraße produzieren lassen. In Auftrag gegeben hatte das System ein Kunde aus der Automobil-Industrie.

Mit dem AFP-­Systembaukasten können Unternehmen verschiedener Produktderivate effizient auf einer einzigen Produktionslinie fertigen. © Leantechnik

Bisher mussten die Fertigungsstraßen für jede PKW-Variante umgebaut werden. Dadurch entstanden häufig Produktionsunterbrechungen. Um diese zu vermeiden, hat ein Hersteller jetzt den Karosserie-Rohbau in seinem Werk umstrukturiert und eine vollflexible Anlage für die Fertigung der Zukunft entwickelt. Ein Bestandteil des Karosserie-Rohbau-Konzepts ist das eigens für den Auto-Hersteller konzipierte neue Positionierungssystem AFP (Actuator Flexible Position) von Leantechnik.

Ein Positionierungssystem für alle Fälle
Ingenieur Mario Dobnik erinnert sich an die Anfrage: „Es sollten viele verschiedene PKW-Modelle auf einer Linie durchgehend gefertigt werden können.“ Um die komplexen Anforderungen zu erfüllen, entwickelte Leantechnik gemeinsam mit dem Autobauer ein neues modulartiges System. Es besteht aus Achsen, Antrieben und Befestigungsmitteln, die sich nahezu beliebig miteinander kombinieren lassen. Der Anwender erhält auf diese Weise ein ganz individuelles Positionierungssystem, das er völlig flexibel an wechselnde Produktionsbedingungen anpassen kann.

Herzstück der AFP-Achsen sind die lifgo-linear-Zahnstangengetriebe von Leantechnik, die rotative in lineare Bewegungen umsetzen. Mit einer Hubkraft von bis zu 25.000 Newton, Hubgeschwindigkeiten von drei Meter pro Sekunde sowie einer Beschleunigung von 50 Meter pro Quadratsekunde eignen sie sich für Anwendungen wie in der Automobil-Industrie, bei denen Komponenten schnell über größere Entfernungen bewegt werden müssen.

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Da die Getriebe zudem absolut synchron laufen, ermöglichen sie die präzise Positionierung am Montage-Band. In der hoch automatisierten PKW-Fertigung ist diese Genauigkeit unerlässlich, denn nur bei exakter Anlieferung der Bauteile können die Roboter sie korrekt weiterbearbeiten. Dank der besonderen Konstruktionsweise der Getriebe arbeitet das AFP-System auch bei hohen Geschwindigkeiten und langen Verfahrwegen hochpräzise.

Genauso modular wie die Zahnstangengetriebe und die Achsen des AFP ist auch die Antriebseinheit des Positionierungssystems aufgebaut. Sie setzt sich aus einem bürstenlosen 24-Volt-DC-Servoantrieb mit integriertem Controller, einer Haltebremse, dem Getriebe sowie einer Klemmkupplung zusammen. Der Controller ist frei programmierbar und verfügt über eine CAN Bus-Schnittstelle (CANopen Drives-Profil DSP402). Die Achsen sind als gerade oder winklige Antriebseinheit lieferbar mit Hubgeschwindigkeiten von jeweils 35 oder 90 Millimeter pro Sekunde.

Der Baukasten besteht aus Längsachsen, Querachsen, Hubachsen sowie einer Antriebseinheit. © Leantechnik

Kombinationsmöglichkeiten für hohe Flexibilität
Der Systembaukasten bietet dem Anwender unzählige Möglichkeiten und erlaubt dank seiner Modularität die Fertigung verschiedener Produktvarianten auf ein und derselben Linie. Unternehmen müssen deshalb künftig nur noch dann mehrere parallele Produktionsstraßen einrichten, wenn sie ihr Produktionsvolumen erhöhen wollen. Sie sparen mit dem neuen Positionierungssystem nicht nur Umrüstzeiten und damit Zeit, sondern steigern dank des verringerten Platzbedarfs der Anlagen auch die Flächenproduktivität ihrer Fertigung.

Die Achsen eignen sich für alle Unternehmen, die eine Vielzahl an Produktvarianten auf einer Produktionslinie fertigen wollen. Dazu gehören neben Fahrzeugherstellern auch Batterie-Produzenten. Der AFP-Systembaukasten ermöglicht die flexible Positionierung von Haltern, Spannern und Zentrierungen bzw. die flexible Aufnahme von Komponenten unterschiedlicher Art.

Das System beinhaltet neben einer Längsachse eine Querachse und eine Hubachse sowie Antriebseinheiten. Jede Achse und jeder Antrieb werden separat definiert und genau nach den Anforderungen des Kunden konfiguriert. Die Längsachse ist dabei in der Standard-Version für Hubwege von 60, 150, 300 und 400 Millimeter ausgelegt. Die Achsen sind ebenfalls mit speziellen Parametern in den Versionen „Light“ und „Single“ verfügbar. Die Querachse für Hübe von 60, 90 und 180 Millimeter und die Hubachse für Hübe von 60, 90 und 150 Millimeter. AFP-Positionierungssysteme sind als 1-, 2- oder 3-Achs-Anlagen lieferbar und können mit kundenspezifischem Zubehör (Greifersysteme, Schweißroboter, Klebevorrichtungen) ausgestattet werden.

Durch die präzise Verstellung der Achsen können diese auch zum elektronischen Shimen verwendet werden. Dies bedeutet, dass die ursprüngliche Unterlegung mit Shimplatten zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen wegfällt, da dieser Ausgleich mit Hilfe der entsprechenden Software dynamisch eingesteuert werden kann. as

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