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Montagekonzept der Extraklasse

Teilautomatisierte Montage von Airbag-Steuergeräten
Montagekonzept der Extraklasse

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Bei der Montage von Airbag-Steuergeräten bleibt nichts dem Zufall überlassen. Prüfstationen gewährleisten die hundertprozentige Funktion der sicherheitsrelevanten Komponenten. Für die Wirtschaftlichkeit der Produktion sorgt eine hybride Montageanlage, bei der gerade die Kombination von Handarbeitsplätzen und Robotik eine optimale Flexibilität bei gleichzeitig höchster Produktivität schafft.

Kaum ein Hightech-Sicherheitssystem hat sich so etabliert wie der Airbag. Der Luftsack gehört selbst bei den günstigsten Vertretern der Kleinwagenklasse mittlerweile zur Serienausstattung, Nobelkarossen gehen gespickt mit Pyrotechnik auf die Reise. Hier geht die Zahl der Airbags bereits gegen ein knappes Dutzend. Will heißen: Der Bedarf an Airbag-Steuergeräten ist größer denn je, mit weiterhin steigender Tendenz. Da ist es nur konsequent, dass die Continental Automotive Systems S.R.L. im rumänischen Sibiu die Kapazitäten für die Steuergeräte-Produktion permanent erweitert.

Bei der Suche nach einem geeigneten Anlagenbauer für eine neue Produktionslinie wurden die Conti-Verantwortlichen im oberpfälzischen Amberg fündig. Die dort ansässige Baumann GmbH entwickelt und produziert seit über 20 Jahren schlüsselfertige Anlagen, viele davon für die Automobilzulieferindustrie. Mit dem Know-how aus einer Vielzahl abgewickelter Projekte, machte man sich hier an die Konzeption und den Bau der Anlage.
„Bei der Konzeption der Montageanlage legten wir großen Wert auf die Faktoren Flexibilität und Produktivität. Da die Anlage in Rumänien zum Einsatz kommt, bot sich die Integration von Handarbeitsplätzen aufgrund der günstigen Lohnkosten für bestimmte Aufgaben an. Auf der anderen Seite erforderten die notwendigen Prüfabläufe mit integrierter Qualitätssicherung und Dokumentation ein Höchstmaß an Automation. Eine hybride Montageanlage, bei der Werker und Roboter quasi Hand in Hand arbeiten, war die logische Konsequenz aus den bestehenden Anforderungen“, so Norman Roith, Marketingleiter bei Baumann.
Die hybride Ausführung der Anlage bot sich nicht zuletzt deshalb an, weil die manuellen Montagevorgänge nicht Taktzeit bestimmend sind. Vielmehr handelt es sich bei den Prüfungen der Steuergeräte um zeitaufwändig Prozesse, die den Takt der Montage vorgeben. Die Konzeption der Prüfzelle, die Performance des eingesetzten Roboters sowie schnelle Logistikabläufe innerhalb dieser Station waren von entscheidender Bedeutung für das Erreichen der hochgesteckten Ziele in punkto Taktzeit und Produktivität.
Die Stationen der Anlage im Überblick
Ein Blick auf einige wesentliche Stationen der Montageanlage zeigt, wie die Anforderungen in der Praxis umgesetzt wurden. Ein Transfersystem verknüpft die einzelnen Stationen der Anlage. Der eigentliche Montageablauf beginnt an einem Handarbeitsplatz. Hier bestückt ein Mitarbeiter einen Werkstückträger mit einer Gehäuseschale, legt die passende Leiterplatte ein und bringt den Gehäusedeckel auf – fertig. Es folgt ein automatischer Abgleich auf die richtige Zusammensetzung der Bauteile, bevor an der nächsten Station, die ebenfalls als manueller Arbeitsplatz ausgeführt ist, die Verschraubung des Gehäuses erfolgt.
Bereits nach dieser Station ist das Airbag-Steuergerät komplett montiert, dennoch hat es die wichtigsten Abläufe noch vor sich: Eine elektrische Prüfung, der sogenannte Widerstandsabgleich sowie eine Stoßresistenzprüfung stehen noch aus. Und eben dazu bedarf es Automation vom Feinsten. Die montierten Steuergeräte laufen über das Transfersystem in die Roboterzelle ein. Eine Wendestation übernimmt die Entnahme der Komponenten und wendet diese um 180 Grad. Jetzt kommt der ultraschnelle Scara Roboter Stäubli RS 80 mit einem speziellen Dreifach-Wechselgreifersystem zum Einsatz. Mit dem Dreifach-Vakuumgreifer werden ungeprüfte Steuergeräte in die Prüfstationen für den Widerstandabgleich eingesetzt. Um Zeit und Weg zu sparen, kann der Greifer ein ungeprüftes und ein geprüftes Teil gleichzeitig aufnehmen. Während der Widerstandsabgleich der Steuergeräte läuft, fährt der Roboter mit einem geprüften Steuergerät von der Grundzelle zu einer weiteren Prüfstation, dem sogenannten Shaker. Hier findet eine Stoßresistenzprüfung statt. Der Roboter entnimmt jeweils ein Steuergerät aus dem Shaker und legt dann einen neuen Prüfling ein. Anschließend wird das Steuergerät kontaktiert und auf seine Stoßresistenz geprüft. Die Daten sämtlicher Prüfungen werden aufgezeichnet und dokumentiert.
Superschneller Scara mit großer Reichweite
Der Roboter bedient mit seinem Dreifachgreifer nach einem ausgeklügelten Schema die Prüfstationen Widerstandsabgleich und Stoßresidenz im Wechsel und übernimmt zugleich die Entnahme der Steuergeräte vom Transfersystem sowie deren Ablage auf ein Gut- bzw. Schlechtteileband. „Das Highlight der Anlage ist eben dieser logistische Ablauf innerhalb der Roboterzelle und dessen Programmierung. Die Lösung mit dem Dreifachgreifer und die Koordination des gesamten Roboterhandlings waren eine große Herausforderung. Ohne diese zelleninterne Logistik wären die geforderten Taktzeiten nicht zu realisieren gewesen. Die hohe Geschwindigkeit und die große Reichweite des Stäubli Scara RS 80 tragen maßgeblich dazu bei, die geforderten Taktzeiten erfüllen zu können“, so Norman Roith.
Noch ist die Flexibilität der Zelle von untergeordneter Bedeutung, denn im ersten Schritt werden nur zwei Steuergeräte-Varianten auf der Anlage montiert. Allerdings geht man fest davon aus, dass sich die Variantenzahl im Laufe der Zeit rapide vergrößert. Wie auch immer, mit der realisierten Lösung ist man für alle Eventualitäten gerüstet. Die Werker an den Handarbeitsplätzen können praktisch von einer Sekunde auf die andere jede beliebige Variante einlegen und verschrauben. Der Austausch des Prüfequipments und der Werkstückträger ist eine Sache von Minuten und die Programmierung des Scara-Roboters gestaltet sich ebenfalls denkbar einfach. Probleme oder zeitaufwändige Umrüstungen für die Montage neuer Varianten sind damit sicher ausgeschlossen, die Zukunftsfähigkeit der Anlage garantiert.


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