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Ausgewählte Ausgabe: 06-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Flexibel fertigen auf limitierter Fläche

Zunehmend kundenindividuelle Serienproduktionen, beispielsweise in der Automobilindustrie, verlangen eine nachhaltige Flexibilisierung der Produktion, um schnell und wirtschaftlich fertigen zu können und somit wettbewerbsfähig zu bleiben. Im Auftrag eines führenden Automobilherstellers hat Indat Robotics eine roboterunterstützte Produktionsanlage entwickelt und gebaut. Sie gestaltet die Fertigung von Pkw-Stoßfängern im Sinne der sich verändernden Anforderungen deutlich effizienter. Die Anlage gestattet die Bearbeitung einer unbegrenzten Anzahl an Modellderivaten und kombiniert die Fertigungsschritte Stanzen und Verkleben typspezifischer Bauteile auf minimaler Fläche.


Bild 1.  Mit der Produktionsanlage lässt sich auf nur 30 m2 eine unbegrenzte Anzahl an Modellderivaten bearbeiten.

Bild 1.  Mit der Produktionsanlage lässt sich auf nur 30 m2 eine unbegrenzte Anzahl an Modellderivaten bearbeiten.

Automobilhersteller setzen verstärkt auf die zunehmende Individualisierung ihrer Produkte: die Modellvielfalt steigt, Produktlebenszyklen werden kürzer und die Losgrößen sinken. Wo früher nur wenige Autotypen vom Band liefen, verlassen heute eine Vielzahl an Modellen in unterschiedlichen Konfigurationen die Werke der Hersteller. Diese wachsende Variantenvielfalt ist immer schwieriger zu beherrschen und bedingt eine viel flexiblere Gestaltung der Fertigung, um sämtliche Modellderivate sowohl in kurzer Zeit als auch wirtschaftlich produzieren zu können.

Typischer Fertigungsablauf zur Herstellung von Automobilteilen

Anhand der Fertigung von beispielsweise Pkw-Stoßfängern lassen sich die Probleme herkömmlicher Prozesse und die künftigen Anforderungen anschaulich darstellen. In die Kunststoff-Stoßfänger müssen nach dem Spritzgießen und Lackieren Öffnungen mit einer Prägung etwa für die Aufnahme der Einparkhilfe-Sensoren gestanzt und deren Halter von hinten verklebt beziehungsweise verschweißt werden. Heute kommen dazu Einzelmaschinen mit einer Abmessung von circa 4 m x 2 m zur Anwendung. Da bei diesen Maschinen der Wechsel auf unterschiedliche Werkzeuge und Aufnahmen mit hohen Rüstzeiten verbunden ist, wird in aller Regel für jeden Werkstücktyp eine solche Stanz-/Klebemaschine angeschafft. Da ein typischer moderner Pkw mindestens drei verschiedene Frontgesichter mit entsprechend drei verschiedenen Stoßfängertypen hat, müssen mindestens auch jeweils drei Maschinen für die Front- sowie für die Heckvarianten beschafft werden.
Der Zyklus der Modellpflege neuer Autos in der Fahrzeugindustrie beträgt üblicherweise maximal drei Jahre. Die Lieferfähigkeit der Stoßfänger beträgt mindestens 10 Jahre nach EoP (End of Production). Das heißt also: Alle drei Jahre sind entsprechend viele neue Stanz-/Klebemaschinen neu anzuschaffen und diese Anlagen müssen mehr als 10 Jahre bereitstehen sowie funktionsfähig sein. Der Service- und Platzbedarf hierfür ist enorm hoch; entsprechendes gilt für die Kosten. Im Zuge einer weiteren Individualisierung der Produktion stoßen Verantwortliche hier früher oder später an Grenzen.

Neues Anlagenkonzept auf geringer Produktionsfläche

Im Auftrag eines führenden Automobilherstellers hat die auf Turnkey-Produktionsanlagen spezialisierte Firma Indat Robotics mit Sitz in Ginsheim-Gustavsburg bei Mainz ein neues Konzept für eine Anlage entwickelt, das den herkömmlichen Produktionsprozess geradezu „revolutioniert“, da sie eine unbegrenzte Anzahl an Stoßfängerderivaten bearbeiten kann und dabei mit nur knapp 30 m2 Produktionsfläche auskommt, Bild 1. Das robotergestützte Produktionssystem erlaubt nicht nur das Stanzen der Löcher für beispielsweise PDC (Park Distance Control)-Sensorik, Waschdüsen oder Reflektoren, sondern im selben Fertigungsschritt auch das Verkleben der entsprechenden Bauteile beziehungsweise der notwendigen Halterungen. Stanzen und Kleben sind dabei als eine vollautomatische Maschinenlösung mit zwei Robotern konzipiert. Die komplette Anlage wurde von der Prozessanalyse über die Konstruktion und Software-Entwicklung bis zur Inbetriebnahme als schlüsselfertige Lösung geliefert. Mittlerweile sind sechs dieser Produktionssysteme beim Hersteller in Betrieb.
Von Beginn an gefordert war eine Flexibilität und Redundanz für mindestens zwölf Stoßfängerderivate sowie eine Ausbringungsleistung von 30 s pro Stoßfänger auf zwei Bearbeitungslinien. Zudem darf das Umrüsten auf ein neues Derivat die Ausbringungsleistung nicht beeinflussen. Des Weiteren musste eine Roboterzelle auf eine vergleichsweise kleine Fläche von nur 3 m x 10 m ausgelegt werden. Bereits 2010 hatte Indat gemeinsam mit dem Zulieferer Magna eine Anlage für das Stanzen von Kunststoff-Stoßfängern entwickelt – nun konnten die Beteiligten auf diesen Erfahrungen aufbauen und das Konzept weiter optimieren.

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Autoren

 Klaus Scholl

Leiter Marketing und Vertrieb bei Indat Robotics in Ginsheim-Gustavsburg.

Spezialist für ...

... Turnkey-Produktionsanlagen

Die 1994 gegründete Indat Robotics GmbH hat sich in über 20 Jahren zu einem Spezialisten für schlüsselfertige und robotergestützte Produktionsanlagen entwickelt. Das Unternehmen begleitet seine Kunden durch alle Projektphasen von der Prozessanalyse über Konstruktion und Maschinenbau bis zur Inbetriebnahme und darüber hinaus. Von Beginn an zählt dabei die Software-Entwicklung zu einer Schlüsselkompetenz und bildet heute die Basis für Anlagen mit hoher Fertigungsflexibilität in einer vernetzten, digitalisierten Produktionswelt. Seit 2015 gehört das Unternehmen zur MAX Automation AG und verfügt damit auch über den nötigen „Background“ für die Abwicklung investitionsstarker Projekte. In der börsennotierten MAX Gruppe liegt der Fokus auf dem Automationssektor. Darüber hinaus gehören aber auch Unternehmen aus den Sparten Anlagenbau, Umwelttechnik und Fördertechnik zum Verbund.

Indat Robotics GmbH, Ginsheimer Str. 8, 65462 Ginsheim-Gustavsburg, Tel. 06134 / 5648-0, E-Mail: sekretariat@indat.net, Internet: www.indat.net

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