Montage- und Prüfanlage

Eins greift ins andere

Zahnrad-Baugruppenmontage. Für die Produktion verschiedener Baugruppen setzt ein Hersteller von Zahnrädern und Getrieben auf ein Montage-, Transfer- und Prüfsystem von IEF-Werner.

Die Beladestation enthält eine Zahnriemenachse mit Greifer. (Foto: IEF Werner)

Mit Sorgfalt und Leidenschaft fürs Detail habe IEF Werner diese Montage- und Prüflinie entwickelt, versichert Produktbereichsleiter Oliver Koch. Denn die Anforderungen des Kunden waren hoch. Die Anlage montiert verschiedene Zahnradbaugruppen für Motoren. Je nach Typ bestehen sie aus zwei gleichen oder unterschiedlichen Stirnrädern, einem Sprengring sowie einem Schrägkugellager oder einer Spannfeder. Dabei prüft die Anlage vor, während und nach den Montageprozessen die kritischen Qualitätsmerkmale an den Bauteilen. „Wir ermöglichen damit eine 100-Prozent-Prüfung – und das ganz automatisch“, betont Oliver Koch. „Der Anwender muss für diese Aufgabe kein Personal bereitstellen und kann sich der hohen Qualität bei jeder montierten Baugruppe absolut sicher sein.“ Mit der kompletten Linie erreicht der Anwender hohe Taktzahlen. Bis Ende 2017 sollen von jedem Zahnradtyp etwa 100.000 Baugruppen produziert sein, 2019 bis zu 700.000 im Jahr. „Dazu muss die Anlage nicht nur besonders leistungsfähig, sondern auch flexibel erweiterbar sein“, erklärt Oliver Koch. IEF lieferte die komplette Linie samt Software und Steuerungstechnik.

Modulare Fördertechnik
Die Anlage montiert die Baugruppen vollautomatisch. Dem Hersteller war besonders die technische Verfügbarkeit wichtig – sie soll 95 Prozent nicht unterschreiten. Grundlage der Montageanlage ist das erweiterbare Gurtbandsystem Posyart. Dieses flexible Baukastensystem enthält viele Standardkomponenten, mit denen sich fast alle Aufgaben im Transfer-, Montage- und Logistikbereich lösen lassen. Die Hauptkomponenten wie Riemen, Antriebe, Weichen oder Stoppelemente sind langlebig. Die Schwalbenschwanz-Geometrie an den Längsseiten der Profile ermöglicht ein feinfühliges, stufenloses Positionieren aller angefügten Baugruppen. „Das System haben wir mit Werkstückträgern (WT) und den entsprechenden Aufnahmen ausgestattet“, erläutert Oliver Koch. Je nach Anwendung werden die WT mittels Seitenpositionierung, Zentrierstation, Hub- oder Dreheinheit in die richtige Lage gebracht. In der Zentriereinheit werden sie beispielsweise mittig platziert und anschließend dreidimensional mit einer Genauigkeit von plus/minus 0,05 Millimetern fixiert. Die Stopper sind zentral angeordnet. Das verhindert ein Verkanten der Werkstückträger in den Führungsleisten. Für diese Anwendung befinden sich auf den WT vier Aufnahmen für jeweils zweimal zwei Zahnräder. Jeder Träger enthält einen RFID-Code, der den Status der Bauteile mitführt und die Daten einer übergeordneten Steuerung übergibt.

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Integriertes Produkthandling
Am Anfang der Linie stehen Variostack-Palettiersysteme. Diese kompakten Palettierer lassen sich standardmäßig von vorn mit Transportbändern oder Transportwagen beladen. „Wir haben die Maschinen für diese Anwendung so konzipiert, dass ihr integriertes Produkthandling Komponenten aus kundeneigenen Gitterkörben entnehmen kann“, erläutert Oliver Koch. Die Gitterkörbe werden fixiert und für das automatische Bestücken bereitgestellt. Die Palettierer legen die vier Stirnräder nacheinander auf den ersten WT.

Stimmen die Innen- und Außenmaße der Zahnräder? Sind ihre Flanken geschliffen? Um die Antworten zu erhalten, fährt der WT vor den Montageschritten zu einer Messstation. Das Handling packt jeweils zwei Bauteile und legt sie lageorientiert als Paar ab. Der Prüfvorgang startet. Ein Bildschirm an der Station zeigt das Ergebnis an, die Daten werden gespeichert. Der Ablauf wiederholt sich mit den nächsten beiden Werkstücken. Anschließend übergibt die Anlage die Werte an die Steuerung. Je nach Baugruppentyp fährt der Träger nun mit den Rädern weiter zu den nächsten Prozessschritten: Entweder wird ein Schrägkugellager oder eine Spannfeder installiert. Anschließend erhält jede Baugruppe noch einen Sprengring.

Nach der Montage werden die Baugruppen geprüft. Es gilt zum Beispiel, das Drehmoment der beiden Ausgleichsräder zu ermitteln. Sollte das Ergebnis nicht mit einem vom Kunden definierten und einstellbaren Bereich übereinstimmen, wird die Baugruppe auf N.I.O (Nicht in Ordnung) gesetzt. Bei der Verdrehprüfung fährt eine Mitnahmevorrichtung auf die entsprechende Baugruppe und verdreht Verspann- und Hauptrad zueinander. Die Leistungsprüfung erfolgt über eine Drehmomentmessung. Erkennt das System schwergängige Stellen und überschreiten diese einen definierten Wert, setzt es die Baugruppe auf N.I.O; generell werden an der Anlage Bauteile oder Baugruppen mit diesem Status nicht mehr weiterverarbeitet.

Unterschiedliche Prüfverfahren
Nach den Prüfungen wird der WT mit der Baugruppe über eine Hub- und Dreheinheit angehoben und um 180 Grad gedreht. In dieser Lage positioniert der WT sie unter einem Laser, der die entsprechende Kennzeichnung aufbringt. Ein Kamerasystem kontrolliert das Schriftbild und prüft die enthaltenen Daten auf ihre Plausibilität.

Um die fertig montierten Baugruppen zu entnehmen, lieferte IEF ein weiteres Variostack-Bandladersystem. An der Anlage setzt ein Mitarbeiter leere Kleinladungsträger (KLT) stapelweise auf das Zuführband und achtet darauf, dass die Inlets und Deckel der Behälter korrekt ein- oder aufgesetzt sind. Der Stapel läuft automatisch in den Palettierer. Der oberste KLT wird vereinzelt und auf den Palettiertisch gesetzt, ein Sauggreifer entnimmt den Deckel und „parkt“ ihn auf dem Palettentisch, und anschließend fährt der Tisch mit dem KLT unter eine Z-Einheit mit Greifer. Sie entnimmt alle Inlets bis auf das unterste. Der KLT fährt in Beladeposition. Der Palettierer entnimmt die Baugruppen aus dem WT. Sind sie mit N.I.O codiert, kommen sie nach vier unterschiedlichen Fehlerkriterien sortiert auf ein Abführband. Die mit I.O. gekennzeichneten Bauteile gelangen in die Formnester der Inlets im KLT-Behälter: Sobald das erste Inlet voll ist, entnimmt ein Sauggreifer einen VCI-Zuschnitt aus dem Puffer und setzt ihn auf das befüllte Tray. Darauf kommt das nächste Inlet. Ist der KLT komplett gefüllt, entnimmt der Sauggreifer den Deckel und verschließt den KLT. Die fertig bestückten und verschlossenen KLT kommen nun stapelweise auf ein Abführband. Die verpackten Baugruppen müssen nun nicht mehr nachgemessen werden – die Anlage von IEF stellt die geforderte Qualität sicher. pb

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