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

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

„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“,

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.

Man berechnete die Auslegung, Taktzeit und Bestückung der Werkzeuge, konstruierte und fertigte den Robotergreifer, die Spannvorrichtungen und die Transportpaletten. Durch die eigene Fertigung der Spannvorrichtung und des Greifers im Tochterunternehmen GRS in Tschechien konnte hierbei flexibel auf Änderungen im Projektverlauf reagiert werden.
Im Rahmen des Projekts wurden die beiden bestehenden CNC-Maschinen so umgebaut, dass sie die neuen Strebentypen bearbeiten können, und zwei neue Kuka-Roboter in die Fertigungslinie integriert.
Vorteil der Roboter: Sie sind flexibel und ermöglichen ein schnelleres Umrüsten auf
neue Teile. Die Roboterhand mit Fertigteilund Rohteilgreifer wurden konstruiert, gefertigt, vormontiert und als gesamte Baueinheit angeliefert.

„Konstruktion und Bau von Greifer und Spannvorrichtungen sind bei uns Tagesgeschäft“,

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.“

Um die Sicherheit zu erhöhen, wurden die Roboter mit Safe Robot Technologie ausgerüstet. Diese verhindert, dass der Roboter aus seinem definierten Arbeitsraum ausbrechen kann. Zusätzlich kommen Euchner-Sicherheitsschalter der neuesten Generation zum Einsatz. „Diese bieten auch eine Fluchtmöglichkeit von innen nach außen, um Unfälle zu vermeiden.

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. 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. Anschließend 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“,

erklärt Geschäftsführerin Magdalena Gutwillinger.
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 ein Betriebsdatenerfassung Programm übergeben.