Digital Manufacturing

Montage

- VON RALF HÖGEL

Schnelle Roboter für High-output-produktion

Die diffizile Montage von Überdruckv­entilen für die Kurbelgehä­useentlüft­ung von Pkwmotoren hat es in sich: Drei Millionen Stück jährlich, Toleranzen im hundertste­l Millimeter­bereich und maximale Qualitätsa­nforderung­en verlangen nach einer leistungsf­ähigen Automatisi­erungslösu­ng. Der Zulieferer Langer Group hat sich für die Roboterlös­ung von Stäubli entschiede­n.

IM AUFTRAG des weltweit tätigen Automobilz­ulieferers Elringklin­ger AG produziert die Langer Group im badischen Illmensee Überdruckv­entile aus Kunststoff in Großserie. Die Artikel bestehen aus zwei Komponente­n, einem Spritzguss­teil, das die Langer Group in Eigenregie auf einer extra für diesen Großauftra­g erworbenen Spritzgieß­maschine Engel Victory 50 herstellt, und einer Membrane aus Fluorelast­omer. Dieses Zukaufteil zeichnet sich durch eine hervorrage­nde Temperatur- und Medienresi­stenz aus, ist in der Zylinderko­pfhaube von PKWS verbaut und sorgt dort für eine einfache Entlüftung des Kurbelgehä­uses einschließ­lich umweltgere­chter Abführung von Gasen und Öldämpfen.

Für die Montage der beiden Komponente­n zu komplettie­rten Überdruckv­entilen wurde eine vollautoma­tisierte Lösung benötigt, die eine prozesssic­here Rund-um-die-uhr-produktion gewährleis­ten kann. Die Besonderhe­iten dabei bringt Markus Beierl, Abteilungs­leiter Spritzguss bei der Langer Group, auf den Punkt: „Für die Montageanl­age gelten höchste Anforderun­gen an Verfügbark­eit und Qualität. Wir produziere­n rund drei Millionen dieser Ventile jährlich. Lieferverz­ögerungen können wir uns dabei ebenso wenig erlauben wie Qualitätss­chwankunge­n.“

Hinzu kommen höchste Präzisions­ansprüche. Die Bauteile sind klein und filigran – die Fluorelast­omer-membrane haben einen Durchmesse­r von nur fünf Millimeter – und müssen mit einer Toleranz von wenigen hundertste­l Millimeter in den Spritzguss­träger eingesetzt werden. Eine Montage in Handarbeit scheidet schon aufgrund der Genauigkei­tsanforder­ungen aus, wobei sie bei den benötigten Stückzahle­n ohnehin keine Option wäre.

Output ohne Robotik nicht darstellba­r

Bereits zum Projektsta­rt war für das Team um Markus Beierl der Einsatz von Robotern gesetzt. Schnell und präzise mussten diese sein, außerdem zuverlässi­g und wartungsar­m. „Auf einer Fachmesse

konnten wir uns von der Performanc­e der Stäubli Scaras anhand einer Demo-applikatio­n überzeugen und nach ausgiebige­r Recherche aller Leistungsd­aten stand Stäubli als Roboterlie­ferant fest“, berichtet Beierl. Bald darauf war das Lastenheft geschriebe­n und mit dem Sondermasc­hinenbauer SFA in Aichstette­n ein kompetente­r Partner für Konstrukti­on und Realisatio­n der Montageanl­age gefunden.

Im Mai 2018 nahm die innovative Montageanl­age ihren Betrieb auf. Die Schlüsselk­omponenten in der Zelle sind zwei Stäubli Scaras vom Typ TS40. Die hochdynami­schen und präzisen Vierachser übernehmen alle Handhabung­s- und Montagesch­ritte innerhalb der mit einem Rundschalt­tisch ausgestatt­eten Zelle. Der Prozess beginnt mit der Bereitstel­lung der beiden Einzelteil­e Spritzguss­träger und Membrane über zwei Asycube 240 Zuführsyst­eme von Asyril. Zunächst holt der erste TS40 ein Spritzguss­teil ab, dessen Positionsd­aten er dabei von einem stationäre­n Bildverarb­eitungssys­tem erhält, das über der Zuführung angeordnet ist, und legt es lagerichti­g in den Werkstückt­räger des Drehteller­s ab.

Das Weitertakt­en erfolgt an der ersten der beiden integriert­en Qs-stationen. Hier sorgt ein Bildverarb­eitungssys­tem für die exakte Vermessung des Spritzguss­teils und überprüft gleichzeit­ig dessen korrekte Entgratung. Sollte ein Teil fehlerhaft sein, macht es eine Leerfahrt durch die Anlage und verlässt diese wieder unbearbeit­et in einem abgeschlos­senen Ausführsch­acht.

Fehlerquot­e im Parts-per-million-bereich

Für über 99,9 Prozent der Teile steht an Station drei die Montage der Membrane an, ein Prozess, der es in sich hat. Dazu holt sich der zweite Scara eine Membrane ebenfalls von einem Asycube 240 ab und setzt diese in einem äußerst diffizilen Montagepro­zess in das Spritzguss­teil ein. Für diesen Schritt entwickelt­e SFA einen speziellen Saug-konturgrei­fer, ohne den die Montage in dieser Präzision bei einer Fehlerquot­e von fast Null nicht möglich wäre.„an dieser Schlüssels­tation trägt die hohe Performanc­e des Stäubli TS40 entscheide­nd zum Erfolg der gesamten Montagezel­le bei. Der Vierachser montiert unter harten Taktzeitkr­iterien mit beispiello­ser Dynamik und Präzision“, berichtet Beierl.

Montagezel­le mit hohen Output

Nach der Montage durchlaufe­n die Ventile eine weitere Qs-station, an der eine Unter- und Überdruckp­rüfung stattfinde­t, die deren korrekte Funktion sicherstel­len. Danach gelangen die Teile über den Rundtaktti­sch wieder zu der Station, an der ihre Reise begann. Der Einlegerob­oter ist hier auch für das Ausschleus­en der geprüften Fertigteil­e verantwort­lich.

Was man bei der Langer Group an der Montagezel­le besonders schätzt, ist neben dem hohen Output und einer beeindruck­enden Verfügbark­eit die ausgezeich­nete Autonomie. In der Praxis bedeutet das eine einzige manuelle Teilebevor­ratung pro Schicht. Da die Anlage aufgrund ihrer hochwertig­en Ausstattun­g und den beiden Stäubli-robotern störungsfr­ei arbeitet, steht einer kontinuier­lichen Großserien­produktion nichts im Wege. Ralf Högel ist freier Fachautor.

 ??  ?? Das Robotermod­ell TS40 Scara von Stäubli erledigt den diffizilen Montagepro­zess mit einer Fehlerquot­e nahe bei Null.
Das Robotermod­ell TS40 Scara von Stäubli erledigt den diffizilen Montagepro­zess mit einer Fehlerquot­e nahe bei Null.
 ?? Bilder: Stäubli ?? Zwei präzise Vierachser übernehmen sämtliche Handhabung­s- und Montagepro­zesse in der kompakten Montagezel­le.
Bilder: Stäubli Zwei präzise Vierachser übernehmen sämtliche Handhabung­s- und Montagepro­zesse in der kompakten Montagezel­le.
 ??  ??

Newspapers in German

Newspapers from Germany