Automation für Großserienfertigung

Den Standard verketten

Linien für Großserienfertigungen mittels Standardmaschinen sorgen für hohe Produktivität und Prozesssicherheit. Maßgeblich entscheidend für die Wirtschaftlichkeit solcher Fertigungslinien ist die Verkettung der Maschinen. Die Fertigung für Verzahnungsteile hat Heckler mit einer Kombination aus Fördersystem und Standard-Roboterzellen von Handlingtech automatisiert.

Robax-Roboterzellen von Handlingtech eignen sich für Automationslösungen mit Standard-Bearbeitungsmaschinen. (Foto: Handlingtech)

Die Heckler Group ist eine Unternehmensgruppe auf dem Gebiet der Kaltumformung von Stahl. Heckler-Kaltfließpressteile sind weltweit in der Industrie und besonders der Automobilindustrie gefragt. Typische Bauteile sind in Sicherheitssystemen, Fahrer-, Beifahrer- und Rücksitzverstellungen, in der Lenkungsverriegelung, Einspritztechnik, Kraftstoffzufuhr oder Getriebetechnik verbaut. Darüberhinaus stellt Heckler Formteile für die Industrie her, beispielsweise für Kettenzüge oder Hydraulikpumpen. Diese Verzahnungsteile werden in Großserie hergestellt. Nun wurde eine neue Halle für die Zerspanungstechnik gebaut und eine automatisierte Fertigungslinie eingerichtet.

Sie basiert auf zehn Mazak-CNC-Drehzentren der Serie Multiplex, die jeweils mit einem Gantry-Ladesystem ausgestattet sind. Jede dieser Maschinen erfüllt die identischen Bearbeitungsaufgaben und kann dank der integrierten Automation zum Be- und Entladen eine bestimmte Zeit autark arbeiten. Die Vorratsbestückung und der Abtransport fertiger Teile müssen jedoch von Zeit zu Zeit manuell erfolgen, was entsprechende Ressourcen an Bedienpersonal erfordert. Um diesen Aufwand zu minimieren, war der Automationsgrad zu erhöhen – aus der vorhandenen Teilautomation sollte eine vollautomatisierte Fertigungslinie werden. Daher wurden die Drehzentren mit einem Fördersystem verkettet, das innerhalb der kurzen Bearbeitungszyklen von etwa 60 Sekunden die Maschinen versorgen kann. Bei zehn Maschinen bedeutet das: Mindestens alle sechs Sekunden wird ein Rohling angeliefert und ein Fertigteil abgenommen. Das Auflegen der Rohlinge an der Förderstrecke übernimmt ein Standard-Robax-Robotersystem mit einem Fanuc-Industrieroboter. Die hier als Schüttgut aufgegebenen Rohlinge werden vereinzelt und vom Roboter lagerichtig auf Werkstückträger aufgesetzt. Diese Werkstückträger sind mit RFID-Datenträgern ausgestattet und erhalten eine Codierung, die aussagt, dass sie mit einem Rohteil bestückt sind. So gekennzeichnet starten sie ihren Weg in das umlaufende Fördersystem, das an jeder Maschine mit einer Bypassstrecke – einem Teilepuffer für bis zu fünf Rohteilen – ausgestattet ist. Diese Strecken bilden gleichzeitig die Zuführungen für die Gantry-Ladesysteme der Maschinen.

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Die Rückführung bearbeiteter Teile erfolgt über die freigewordenen Werkstückträger. Bevor diese jedoch wieder in den Umlauf zurückgelangen, werden sie erneut über ihren RFID-Chip als Fertigteil gekennzeichnet. Diese neue Codierung beinhaltet im Wesentlichen die Informationen, auf welcher Maschine ein Verzahnungsteil bearbeitet wurde. Zur Entnahme der bearbeiteten Teile hat Handlingtech einen weiteren Roboter installiert, der die Teile greift und sie einer angegliederten Stanzpresse für einen zusätzlichen, finalen Arbeitsgang zuführt. Hier wird ein weiterer Pluspunkt des Automationskonzeptes deutlich: Heckler hat für die Serienfertigung bereits seit längerem neben einer Sondermaschine vergleichbare Standard-Drehmaschinen als Insellösungen im Einsatz. Dort ist zur Fertigbearbeitung jeder dieser Maschinen eine Stanzpresse sowie für Wartungszwecke eine in Reserve gehaltene Stanzpresse angegliedert, obwohl der eigentliche Pressvorgang nur wenige Sekunden benötigt. Dank der Verkettung in der neuen Fertigungslinie genügt am Ende bei der Entnahme vom Förderband eine Stanzpresse. Auch die vollautomatische Prüfstation ist nun eine klare Verbesserung, denn sie dient der Qualitätsverbesserung. Diese eigens für eine Hundert-Prozent-Kontrolle gebaute Anlage wird von einem dritten Roboter bedient; er entnimmt die Verzahnungsteile aus der vorgelagerten Stanzpresse und führt sie der Prüfstation zu. Im Anschluss werden die geprüften Fertigteile in Transportkisten gesetzt.    pb

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