Fließen und verzahnen

Automatisierung

Montage – Mit etlichen pfiffigen Komponenten bestückt montiert und prüft eine komplexe Anlage aus der Feder von IEF-Werner Zahnradgruppen und das zur völligen Zufriedenheit des Kunden.

07. März 2017

Bei manchen Fertigungslinien stellt man sich vor, wie sie der Konstrukteur konzentriert mit dem Tuschefüller zwischen zwei spitzen Fingern auf dem Reißbrett zeichnet. Die einzelnen Anlagen und Prozessschritte müssen genauso hochpräzise zusammenarbeiten wie ein Schweizer Uhrwerk. »Am Reißbrett ist eine bestimmte Montage- und Prüflinie für Zahnradbaugruppen von Motoren zwar nicht entstanden, doch mit sehr viel Sorgfalt und Leidenschaft fürs Detail«, beschreibt Oliver Koch, Produktbereichsleiter IEF-Werner, die die komplette Linie aus einer Hand und inklusive Software und Steuerung lieferten.

Die Anforderungen seines Kunden waren hoch und speziell. Je nach Typ bestehen die Zahnradbaugruppen aus zwei gleichen oder unterschiedlichen Stirnrädern, einem Sprengring sowie einem Schrägkugellager oder einer Spannfeder. Dabei prüft die Anlage vor, während und nach den Montageprozessen die kritischen Qualitätsmerkmale an den Bauteilen. »Wir ermöglichen damit eine 100-Prozent-Prüfung – und das ganz automatisch«, betont Oliver Koch. »Der Anwender muss für diese Aufgabe kein Personal bereitstellen und kann sich der hohen Qualität bei jeder montierten Baugruppe absolut sicher sein.«

Bis Ende dieses Jahres sollen von jedem Zahnradtyp etwa 100.000 Baugruppen produziert sein, 2019 bis zu 700.000 im Jahr. »Dazu muss die Anlage nicht nur besonders leistungsfähig, sondern auch flexibel erweiterbar sein«, erklärt Oliver Koch.

Die Anlage montiert die Baugruppen vollautomatisch. Dabei forderte der Hersteller eine technische Verfügbarkeit von permanent über 95 Prozent. Grundlage ist das erweiterbare Gurtbandsystem PosyArt. Das Baukastensystem enthält viele Standardkomponenten, mit denen sich so gut wie alle Aufgaben im Transfer-, Montage- und Logistikbereich lösen lassen.

Langlebiges System

Die Hauptkomponenten wie Riemen, Antriebe, Weichen oder Stoppelemente sind sehr langlebig. Die Schwalbenschwanz-Geometrie an den Längsseiten der Profile erlaubt ein feinfühliges, stufenloses Positionieren aller angefügten Baugruppen. »Das System haben wir mit Werkstückträgern (WT) und den entsprechenden Aufnahmen ausgestattet«, erläutert Oliver Koch.

Je nach Anwendung werden die WT mittels Seitenpositionierung, Zentrierstation, Hub- oder Dreheinheit in die richtige Lage gebracht. Die Stopper sind zentral angeordnet. Das verhindert ein Verkanten der Werkstückträger in den Führungsleisten. Jeder Träger enthält einen RFID-Code, der den Status der Bauteile mitführt und die Daten einer übergeordneten Steuerung übergibt.

Am Anfang der Linie stehen kompakte Palettiersysteme vom Typ Variostack. Sie lassen sich standardmäßig von vorn mit Transportbändern oder Transportwagen beladen. »Wir haben die Maschinen für diese Anwendung so konzipiert, dass ihr integriertes Produkthandling Komponenten aus kundeneigenen Gitterkörben entnehmen kann«, erläutert Oliver Koch. Die Gitterkörbe werden fixiert und für das automatische Bestücken bereitgestellt.

Etliche Prüfungen inklusive

Zur Prüfung, ob die Zahnräder korrekt bearbeitet sind, fährt der WT vor den Montageschritten zu einer Messstation. Ein Bildschirm an der Station zeigt das Ergebnis an, die Daten werden gespeichert. Der Ablauf wiederholt sich mit den nächsten beiden Werkstücken. Dann übergibt die Anlage die Werte an die Steuerung. Je nach Baugruppentyp fährt der Träger nun mit den Rädern weiter zu den nächsten Prozessschritten.

Nach der Montage unterzieht die Linie die Baugruppen verschiedenen Prüfungen. Es gilt zum Beispiel das Drehmoment der beiden Ausgleichsräder zu ermitteln. Bei Abweichungen wird die Baugruppe auf N.I.O (nicht in Ordnung) gesetzt. Bei der Verdrehprüfung fährt eine Mitnahmevorrichtung auf die entsprechende Baugruppe und verdreht Verspann- und Hauptrad zueinander. Die Leistungsprüfung erfolgt dabei über eine Drehmomentmessung. Hier gilt das gleiche Procedere.

Nach den Prüfungen wird der WT mit der Baugruppe über eine Hub- und Dreheinheit angehoben und um 180 Grad gedreht. In dieser Lage positioniert der Werkstückträger sie unter einem Laser, der die entsprechende Kennzeichnung aufbringt. Ein Kamerasystem kontrolliert das Schriftbild und prüft die enthaltenen Daten auf ihre Plausibilität.

Um die fertig montierten Baugruppen zu entnehmen, lieferte IEF ein weiteres Variostack Bandladersystem. An der Anlage setzt ein Mitarbeiter leere Kleinladungsträger (KLT) stapelweise auf das Zuführband. »Er achtet darauf, dass die Inlets und die Deckel der Behälter korrekt ein- oder aufgesetzt sind«, erklärt Oliver Koch. Der Stapel läuft automatisch in den Palettierer. Ein Sauggreifer entnimmt den Deckel des obersten KLT und »parkt« ihn auf dem Palettentisch. Anschließend fährt der Tisch mit dem KLT unter eine Z-Einheit mit Greifer. Sie entnimmt alle Inlets bis auf das unterste. Der KLT fährt in Beladeposition.

Qualität sicherstellen

Der Palettierer entnimmt die Baugruppen aus dem WT. »Sind sie mit N.I.O codiert, kommen die Baugruppen nach vier unterschiedlichen Fehlerkriterien sortiert auf ein Abführband«, beschreibt Koch. Die mit I.O. (in Ordnung) gekennzeichneten Bauteile gelangen in die Formnester der Inlets im KLT-Behälter. Ist der KLT komplett gefüllt, entnimmt der Sauggreifer den Deckel und verschließt den KLT.

Die fertig bestückten und verschlossenen KLT kommen nun stapelweise auf ein Abführband. Das Besondere: Die verpackten Baugruppen müssen nun nicht mehr nachgemessen werden. Die Anlage von IEF stellt die geforderte Qualität sicher. mk

Erschienen in Ausgabe: 02/2017