Technik, die passgenau verbindet

Robotergestützte Schraubsysteme im Automobilbau

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Weit über 200 Schraubverbindungen sind im Karosseriebereich des neuen Audi TT zu setzen. Für die teilweise nur einseitig zugänglichen Verbindungsstellen entwickelte die Weber Schraubautomaten GmbH 15 robotergestützte Schraubsysteme.

Vor gut drei Jahren begann man bei Audi mit der Entwicklung des Lastenheftes zum neuen Audi TT. Wesentlicher Bestandteil: Schraubsysteme, die bei diesem Modell im Bereich Bodenblech und Seitenteile eingesetzt werden sollten. Schon frühzeitig stand man bei Audi in Kontakt mit der Weber Schraubautomaten GmbH in Wolfratshausen, denn die Aufgabe verlangte erhebliches Know-how im Bereich Verbindungstechnik.

Die vorgefertigten Aluminiumteile der Rohkarosserie des TT sollten sicher und passgenau verbunden, stark profiliertes Material musste verarbeitet werden. Schließlich waren die zu verschraubenden Komponenten meist nur einseitig zugänglich. Der neue TT wurde zur „Königsdisziplin“ für die Schraubautomation: Weber entwickelte und montierte insgesamt 15 der intern „RSF“ genannten Roboter gestützten Schraubsysteme. Dabei werden die Schrauben automatisch zur Schraubspindel geführt. Diese wird mit großem Anpressdruck auf das zu verschraubende Teil aufgesetzt und die Schraube mit hoher Drehzahl durch das volle Material getrieben: Aufsetzen, Loch und Durchzug spanlos ausformen, Schrauben einsetzen und Gewinde ausarbeiten, einschrauben und mit dem vorher festgelegten Drehmoment anziehen. Alles in einem Arbeitsgang. Die auch unter der Bezeichnung FDS des Schraubenherstellers Ejot bekannte Technologie bietet in der Karosseriefertigung signifikante Vorteile. Die FDS-Schraube lässt sich auch bei komplexen Einsatzbedingungen – wie beim Alu-Space-Frame des TT – prozesssicher verschrauben. Mit ihr können Blechdicken von bis zu 4 mm bei Aluminium bzw. 2 mm bei Stahl mit einseitiger Fügerichtung ohne Vorloch verschraubt werden. Ein unschätzbares Plus in Sachen Flexibilität bei Modifikationen von Bauteilen.
Dr. Robert Klingel, Leiter des Bereichs Konstruktion und Entwicklung bei Weber: „Um bei allen der zwölf zu setzenden Schrauben pro Minute und jeweils hohem Anpressdruck die Verschraubungsparameter exakt einhalten zu können, wurde ein Mess-System integriert, das die Position der Schraube jeweils relativ zum Bauteil erfasst und so – weitgehend unabhängig vom tragenden Roboter – einen genauen Prozessverlauf garantiert.“ Im Ergebnis entstand eine Anlage, die so flexibel ausgelegt ist, dass eine veränderte Parametrierung jederzeit möglich ist. Im konkreten Fall wurden alle bei Audi eingesetzten Schraubautomaten standardisiert, d. h. sie sind in allen Komponenten untereinander austauschbar, reduzieren damit die Kosten für Ersatzteilhaltung und ermöglichen gleichzeitig den variablen Einsatz von Mitarbeitern.
Weber Schraubautomaten GmbH www.weber-online.com
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