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Strebenfertigung im Mischbetrieb

Integration von Robotern, Vision- und RFID-Funktechnik sorgt für Flexibilität

In der Pkw-Achsfertigung haben wir die Fertigung von
Zugstreben optimiert. Dabei hat man zwei CNC-Transferzentren
von Elha umgebaut und zwei Roboter integriert – bei engen Platzverhältnissen.

Die Roboterhand mit
Fertigteil- und Rohteilgreifer
wurde von
uns konstruiert,
gefertigt und als gesamte
Baueinheit angeliefert.

„Nur das Auflegen der Rohteile soll noch manuell erfolgen. Nach dem Bearbeiten, Waschen und Trocknen des Bauteils erfolgt die automatische Montage. Am Ende liefert die Fertigungslinie die einbaufertigen Fahrwerkskomponenten aus“, das ist das Ziel des Fertigungsplaners bei der Umgestaltung der Zugstreben-Fertigung. Den ersten Teilabschnitt, die vollautomatische Bearbeitung des Rohteils, übernahmen wir.

„Der Kunde hat damit einen Ansprechpartner, der alles für ihn managt“,

so unser Geschäftsführer Hans-Jörg Semsky. Wir berechneten die Auslegung, Taktzeit und Bestückung der Werkzeuge, konstruierten und fertigten den Robotergreifer, die Spannvorrichtungen und die Transportpaletten. Durch die eigene Fertigung der Spannvorrichtung und des Greifers konnten wir hierbei flexibel auf Änderungen im Projektverlauf reagieren.

Die Roboterhand mit Fertigteil und Rohteilgreifer wurden konstruiert, gefertigt, vormontiert und als gesamte Baueinheit angeliefert. Die spezielle Umsetzung erforderte bei diesem Projekt allerdings einige Überlegung, denn Vorgabe war, keine Änderungen am Gesamtlayout der Bearbeitungszentren vorzunehmen. Daher konnten die Roboter auch nicht direkt vor den CNC-Zentren platziert werden, sondern stehen nun daneben und greifen um die Ecke in den Arbeitsraum.

„Um sicher zu stellen, dass später alles reibungslos funktioniert, haben wir die Roboterbewegung via Simulation überprüft.“

Fertigung nach Industrie-4.0-Prinzipien

Weitere Vorgabe des Kunden war eine flexible Fertigung nach Industrie-4.0-Prinzipien. So sollten zwei verschiedene Strebentypen im Mischbetrieb gefertigt werden können. Gelöst wurde dies mit Vision- und RFIDTechnologie:
Nachdem der Bediener die in Gitterboxen angelieferten Schmiedeteile (jeweils ein linkes und ein rechtes) auf die Einheitswerkstückträger gelegt hat, laufen die Werkstücke zu einer Kamera-basierten Typenkontrolle, die unter Regie von G+S vom Systemhaus Vision Tools installiert wurde. Diese kann nicht nur linke und rechte Teile erkennen, sondern auch die Typen unterscheiden. Mit den Daten werden dann die RFID-Datenträger der Werkstückträger beschrieben, so dass ein Mischbetrieb ohne Umrüsten der Paletten möglich ist.
Anschließend leitet die Anlagensteuerung die Palette mit den zu bearbeitenden Teilen an die freie Maschine. Dort liest ein Schreib- Lesegerät die Werkstückträgerdaten aus und teilt Roboter sowie CNC-Maschine mit, welcher Strebentyp zu fertigen ist. Dann legt der Roboter die Rohteile in die Maschine ein. Die Spannvorrichtungen haben die Ingenieure so konstruiert, dass ein linkes und rechtes Teil gleichzeitig bearbeitet werden kann.
Da die neuen Zugstreben andere Maße aufweisen, mussten die Spindeln ausgetauscht, die Spannhydraulik aufgerüstet, die SPS-Steuerung und das Bedienpult erneuert sowie die NC-Programme geändert werden.

„Unsere NC-Programmierer kümmern sich dabei nicht nur um die optimale Bearbeitung
der Werkstücke, sondern auch um die Kommunikation der Verkettung mit den Bearbeitungszentren,
sowie den Robotern, um eine optimale Auslastung zu gewährleisten“.

Die fertig bearbeiteten Teile nimmt der Roboter anschließend mit demselben Greifer auf und legt diese auf dem Werkstückträger ab, der zudem mit den Bearbeitungsdaten beschrieben wird. Zusätzlich werden die Produktionsdaten zur Rückverfolgung jeder Zugstrebe an die  Betriebsdatenerfassung übergeben.