Automatisches Einschrauben in Kunststofffahrzeugträger

Zur Verringerung des Bauteilgewichts von Strukturbauteilen setzt Dynamit Nobel unter anderem auf den Einsatz der Hybridtechnologie. Für das Frontend des Ford Focus wurde dazu der Stahlblechkörper durch Kunststoffverrippung stabilisiert und eine Reihe von Funktionen in das Teil integriert.

Ausgangslage/Aufgabenstellung
Realisation
Systemkomponenten/Auftragsumfang
Ergebnis/Erfolg
Ansprechpartner

Branche:					Automobilzulieferer Tier One Supplier
Kunde:					Dynamit Nobel Werk Pappenheim
Anwendung:					Montage von Frontend
Zielsetzung:					Flexibilisierung des Montageprozesses bei gleichzeitiger Senkung der Ausfallzeiten
Implementierung:					8/2001

Ausgangslage/Aufgabenstellung

Das Werk Pappenheim der Dynamit Nobel Kunststoff GmbH produziert unter anderem das Frontend für den Ford Focus. Ein Strukturbauteil, das konsequent in Hybridtechnologie konzipiert wurde. Hybridkonstruktionen ermöglichen die Produktion komplexer und montagefertiger Bauteile in wenigen Arbeitsschritten, denn sie kombinieren das wirtschaftliche Metalltiefziehen mit dem Spritzgießen.

Für das Frontend des Ford Focus wurde ein Stahlblechkörper durch Kunststoffverrippung stabilisiert und eine Reihe von Funktionen in das Teil integriert. Die Konstruktion auf Basis eines verstärkten Polyamids ist sogar höher belastbar als vergleichbare Versionen in Stahlblech. In der Montage muss das Frontend mit Winkelträgern, so genannten Brackets, verschraubt werden. Das Lineargerät, das Dynamit Nobel dafür früher verwendete, war aufgrund seiner langen konventionellen Schraubenzuführung sehr störanfällig. Außerdem konnte es sich nicht komplex genug bewegen.

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Realisation

Heute verschraubt ein KUKA Sechsachs-Roboter KR 15 das Frontend mit den Brackets. Die Hybridteile werden von einem Werker in der Vorrichtung eines Rundtakt-Tisches fixiert, der den Roboter mit Material versorgt und durch Initiatoren feststellt, ob das Frontend vollständig ist. Zuerst setzt der Mitarbeiter dabei die acht Brackets ein, dann das Frontend. Anschließend transportiert der Tisch das Werkstück zum Roboter, der jeden der Winkelträger mit einer Schraube am Frontend befestigt. Die Schrauben werden dem KR 15 automatisch in einer festen Position zugeführt.

Zur Erleichterung der folgenden Montageschritte in der Endmontage der Fahrzeuge müssen die Schrauben in einem definierten Abstand aus dem Bauteil herausstehen. Der Roboter dreht sie deshalb zuerst so weit ein, bis die Steuerrung den Schrauber bei Erreichen des vorgegebenen Wertes stoppt. Dann löst sie der KR 15 wieder bis zu einem festgelegten Abstand. Dadurch können die Ford-Mitarbeiter das Hybridteil später mühelos an der Karosse des Focus einsetzen und montieren.

Fehlerhafte Schrauben, die der Roboter selbst in einem zweiten Versuch nicht verarbeiten kann, lässt er in eine Schale fallen. Findet der Konsolroboter an einer Position auch mit der nächsten Schraube keinen Endpunkt, befestigt er die übrigen Brackets und meldet anschließend einen Fehler. In diesem Fall muss ein Werker die betreffende Schraube manuell eindrehen.

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Systemkomponenten/Auftragsumfang

Die Lieferung des Systems erfolgte durch den KUKA- Systempartner DAT Automatisierungstechnik GmbH, Pappenheim. Im Lieferumfang waren der KUKA-Roboter KR 15, eine PC-basierende KUKA-Robotersteuerung einschließlich Control Panel mit Windows-Oberfläche, der Schrauber, die Schraubersteuerung, der Rundtakt-Tisch mit Positioniervorrichtungen und Initatoren zur Abfrage, ob das jeweilige Frontend vollständig ist, die Roboterprogrammierung, nötige Schutzanlagen und die Inbetriebnahme enthalten.

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Ergebnis/Erfolg

Die Wirtschaftlichkeit der Anlage konnte nachhaltig gesteigert werden. Seit der Umstrukturierung produziert Dynamit Nobel durch die erhöhte Präzision und Intelligenz in der Automatisierung mit höherer Leistung und gesteigerter Qualität. Ohnehin gab es zu den KR 15 keine ökonomischen Alternativen. Eine rein manuelle Lösung, die allein schon wegen der Personalkosten zu teuer wäre, würde den Fertigungsausstoß obendrein nahezu halbieren.

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Ansprechpartner

KUKA Roboter GmbH Rüdiger Sonntag Key Technology Manager Kunststoff Telefon   +49 821 4533 - 3456 Fax   +49 821 4533 - 2934 E-Mail   ruedigersonntag@kuka-roboter.de Internet   www.kuka.com KUKA Roboter GmbH Leistungsspektrum Fragen an KUKA Roboter GmbH

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