Bauteile sollen, um den industriellen Ansprüchen moderner Produktionsprozesse zu genügen, idealerweise direkt nach der Fertigung montagefertig vorliegen. Wo aus konstruktiven oder prozesstechnischen Gründen nachgelagerte Montage- oder Bearbeitungsschritte erforderlich sind, müssen diese hochgradig effizient, reproduzierbar und integriert ablaufen. Der KraussMaffei-Standort Viersen hat sich auf solche Automatisierungslösungen spezialisiert und realisiert komplexe Fertigungskonzepte für nachgelagerte Montageprozesse. Ein aktuelles Beispiel ist eine automatisierte Lösung zur Montage von Kartentasche, Griffmulde und weiteren Komponenten an Türinnenverkleidungen eines Premium-OEM-Zulieferers.
Für den Tier-1-Zulieferer Yanfeng entwickelte das Team um Werksleiter Marcel Joppen ein durchgängiges Fertigungskonzept zur zeiteffizienten Komplettierung von Türinnenverkleidungen. Ziel war es, die Montage der Anbauteile in einem automatisierten Prozess sicherzustellen. „In unserem Trimming Technology Center können wir nahezu alle Arbeitsschritte abbilden, die nach der Herstellung des eigentlichen Kunststoffbauteils erforderlich sind“, erläutert Joppen.
Auch auf Kundenseite wird die Zusammenarbeit als strategisch relevant bewertet. „KraussMaffei ist für uns ein wichtiger Partner bei der Umsetzung anspruchsvoller OEM-Anforderungen“, erklärt Martin Kerestesi, Werksleiter von Yanfeng International Automotive Technology Slovakia am Standort Namestovo. „Der Standort befindet sich in einer dynamischen Entwicklungsphase mit hohem Potenzial für neue Projekte. Die enge und vertrauensvolle Zusammenarbeit mit KraussMaffei ist entscheidend, um definierte Meilensteine zuverlässig zu erreichen.“
Drei Montagestationen für die Türtafel
Im realisierten Anlagenkonzept wird die Türtafel als Grundträger nacheinander durch drei Montagestationen geführt. In zwei Stationen erfolgen Schraubprozesse, in der dritten Station werden Clips montiert, mit denen das Composite-Bauteil später an der Metalltür befestigt wird.
Zur Effizienzsteigerung werden jeweils zwei Türtafeln in einem Aluminiumgestell auf einem selbstfahrenden Ladungsträger transportiert. Dieser bewegt die Bauteile synchron an beidseitig positionierten Robotern vorbei.
Beim Eintritt in den Montagetunnel identifiziert ein Magnetstopp mit Barcode-Scanner die jeweilige Türvariante sowie deren Ausstattung. Da der Grundträger manuell im Gestell fixiert wird, überprüft ein Kamerasystem zusätzlich die exakte Positionierung. Dadurch wird sichergestellt, dass die Schrauben für die fünf bis sieben Anbauteile an den vorgesehenen Positionen gesetzt werden.
Montiert werden unter anderem Armauflage, Griffmulde und Kartentasche. Die insgesamt 18 Schrauben pro Tür werden von ABB-Robotern des Typs IRB 1200-7/70 aus einem mechanischen Spender entnommen. Aufgrund der Schraubengeometrie ist eine Zuführung per Druckluft nicht möglich, da das Verhältnis von Kopf zu Schaft nicht den hierfür erforderlichen Vorgaben entspricht.
Der Schraubprozess ist dennoch hochdynamisch ausgelegt: Das Aufnehmen und Setzen einer Schraube dauert rund vier Sekunden. Für sechs Schrauben inklusive kamerabasierter Vermessung ergibt sich eine Zykluszeit von 24 Sekunden. Pro Tür sind dabei drei Roboter im Einsatz.
Clipmontage mit hoher Prozessgeschwindigkeit
Die nachfolgende Clipmontage erfolgt ebenfalls automatisiert. Bereits während der Fahrt des Ladungsträgers entnimmt ein ABB-Roboter des Typs IRB 1600-145/10 innerhalb von 13 Sekunden insgesamt neun Clips. Die Entnahme erfolgt über einen Vakuumgreifer mit vier Doppelabholern und einem Einzelabholer.
Ein Lasersensor tastet anschließend innerhalb von neun Sekunden die Clippositionen ab und vermisst diese in der Tiefe. Dies ist erforderlich, da positionsbedingte Toleranzen durch unterschiedliche Lage der Türtafeln im Gestell auftreten können. Das Setzen der Clips mit integrierter Gummidichtung erfolgt mit einer Taktzeit von 1,4 Sekunden pro Clip. Die gesamte Zykluszeit für diesen Prozessschritt inklusive Kamera- und Laservermessung beträgt 29 Sekunden.
Das eingesetzte Kamerasystem benötigt für Bilderfassung, Auswertung sowie die Berechnung von Translation und Rotation lediglich 350 Millisekunden. Unter Berücksichtigung der Transportzeiten zwischen den Stationen sowie des Spann- und Entspannvorgangs des Gestells ergibt sich für die gesamte Montagelinie eine Taktzeit von 40 Sekunden. Insgesamt sind acht Roboter im Einsatz, die parallel zwei Türinnenverkleidungen fertigen.
Trimming Technology Center für vielfältige Nachbearbeitungsprozesse
Die drei Montagestationen sind modular aufgebaut und können bei Bedarf um weitere Prozessschritte erweitert werden. Darüber hinaus bietet KraussMaffei ein breites Portfolio an Anlagen zur Nachbearbeitung von Kunststoffbauteilen an. Dazu zählen unter anderem Stanzen, Fräsen, Entgraten, Laser- und Ultraschallschneiden, Ultraschallschweißen, Beflammen sowie das sogenannte Scoring.
Beim Scoring handelt es sich um einen gezielten Kaltmesserschnitt, der beispielsweise im Bereich von Airbag-Sollbruchstellen eingesetzt wird, um das Material definiert zu schwächen und im Auslösefall ein kontrolliertes Öffnen zu ermöglichen.
Das Trimming Technology Center in Viersen beschäftigt sich seit 2005 mit derartigen Aufgabenstellungen und verfügt heute über rund 75 Mitarbeitende. Sämtliche Automatisierungslösungen werden projektspezifisch entwickelt und exakt auf die jeweiligen Anforderungen zugeschnitten. Der Schwerpunkt liegt weiterhin auf Anwendungen für die Automobilindustrie, zunehmend kommen jedoch auch Projekte aus der Medizintechnik hinzu.
Titelfoto: Blick in das Innere der Maschine (Quelle: KraussMaffei)