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Artikel und Hintergründe zum Thema

Schraubstation bei ZF Friedrichshafen

Komplexe Montage im Griff

Mit einer neuen Station für die Montage von Corner-Modulen für schwere Landmaschinen hat das ZF-Geschäftsfeld Nkw-Fahrwerkmodule sein Portfolio erweitert. Mittels Schraubtechnik von Atlas Copco Tools verläuft die Montage und Dokumentation zuverlässig.

Der Werker zieht am Corner-Modul insgesamt zwölf Schrauben an, mit unterschiedlichen Drehmomenten und Drehwinkeln. Das Display direkt am Werkzeug unterstützt ihn dabei und ermöglicht einen korrekten und effizienten Arbeitsablauf. (Bild: Atlas Copco Tools)

Wie man als Automobilzulieferer seine Fertigung flexibel und individuell an neue Kundenentwicklungen und -bedürfnisse anpassen kann, will das Dielinger Werk von ZF Friedrichshafen zeigen. Grund für eine neue Schraubstation war ein Corner-Modul für schwere Landmaschinen, dessen Montage sich mit der bestehenden Schraubtechnik im Unternehmen nicht realisieren ließ. Das von ZF gefertigte und montierte Corner-Modul besteht aus einem Radträger, oberem und unterem Querlenker sowie einem Rahmen und umfasst darüber hinaus alle Lager und Verschraubungen. Die vom Endkunden gebaute Landmaschine besitzt durch vier verbaute Corner-Module eine Einzelradaufhängung, bei der alle vier Räder lenkbar sind.

Für den speziellen Montageablauf war eine Modernisierung der Schraubprozesse erforderlich. Bislang wurde im Rahmen der Standardmontage immer nur ein Drehmoment pro Station realisiert, nun aber mussten insgesamt zwölf Schrauben mit unterschiedlichen Drehmomenten und Drehwinkeln direkt nacheinander mit nur einem Werkzeug angezogen werden. ZF hat hierfür mit Atlas Copco Tools ein Lösungskonzept erarbeitet. Es umfasst den dokumentationsfähigen Elektroschrauber Tensor ST Typ ETD ST101 100 CTADS am Articulated Arm, ein Display für die Visualisierung des Schraubfalls während der Montage, die Steuereinheit Power Focus 4000 sowie die Anwendungssoftware Tools-Net 4000 zur Datensammlung und Prozessoptimierung. Durch den Einsatz des Articulated Arms – eines im Atlas-Copco-eigenen Application-Center in Essen entwickelten, frei beweglichen Handling-Arms – wird das Werkzeug gewichtslos und überträgt keine Reaktionskräfte auf das Hand-Arm-System des Werkers. Darüber hinaus wurde für die Station eine spezielle Software entwickelt, mittels derer Auftrags- und Werker-Nummer über einen Barcode aufgenommen werden und die nach Abschluss der Montage eine laufende Seriennummer generiert.

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3D-Visualisierung führt den Werker
Jetzt lässt sich die ganze Montageaufgabe mit allen sicherheitskritischen Schraubfällen in einer Station abbilden. Mit der neuen Technik stellt ZF die geforderte Qualität sicher; die Daten sind reproduzierbar und werden dokumentiert. Das neue System visualisiert die Schraubfälle und führt den Werker sicher durch die einzelnen Montageschritte. Um das Werkzeug zu aktivieren, liest der Werker im ersten Schritt seinen Barcode und den der Begleitkarte des Werkstücks am Steuerungs-Terminal ein. Danach erscheint eine 3D-Visualisierung des Moduls auf dem Bildschirm der Steuerung sowie auf einem kleinen Display direkt am Schrauber. Der Schraubpunkt, der anzuziehen ist, leuchtet gelb im 3D-Modell. Parallel leuchtet in der Stecknuss-Auswahl eine Blinkleuchte bei der richtigen Nuss, die wiederum an ein bestimmtes Drehmoment gekoppelt ist. Erst wenn all diese Schritte erledigt sind – das Einscannen, die Aktivierung des Jobs und die Auswahl der richtigen Nuss – , ist der erste Schraubfall freigegeben. Vorher dreht sich an dem Schrauber nichts.

Die Montage des Corner-Moduls umfasst insgesamt zwölf Verschraubungen. Ein Satz Schrauben wird zur Vorpositionierung der Komponenten mit einem geringen Moment verschraubt. Anschließend werden einseitig Gelenkbolzen vorgezogen und dann mit einem definierten Winkel wieder gelöst. Danach werden beidseitig die Gelenkbolzen mit einem definierten Drehmoment knapp unter dem maximalen Drehmoment des Schraubers angezogen. Zum Schluss wird der zu Anfang zur Vorpositionierung der Komponenten genutzte Satz Schrauben auf ein mittleres Moment angezogen. Dank der Werkerführung entfallen auf die Schraubprozesse nur rund 15 Prozent des gesamten Montageaufwands an den Corner-Modulen. Die Visualisierung stellt sicher, dass der Werker den vorgegebenen Ablauf einhält. Die Dokumentation und Rückverfolgbarkeit der Schraubvorgänge ist sichergestellt.   pb

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