Die Mürdter Metall- und Kunststoffverarbeitung GmbH nutzt zwei Standardroboter und drei auf den Maschinen ‘sitzende' Konsolroboter zur Herstellung von Türseitenverkleidungen. In einem effizienten Jobsharing werden die Verkleidungen mit Gittergewebe, Gewindebuchsen und Labeln versehen und in einer Laserschneidanlage bearbeitet. Wesentliche Entscheidungsgrundlage für den Einsatz der Gelenkarm-Roboter waren deren lange horizontale und vertikale Reichweite und ihre Flexibilität.
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| Branche: |
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Automobilzulieferindustrie |
| Kunde: |
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Mürdter Metall- und Kunststoffverarbeitung GmbH |
| Anwendung: |
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Fertigung von Türverkleidungen für ein Airbag-System |
| Zielsetzung: |
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Verkürzung der Zykluszeiten, die Absenkung der anteiligen Personalkosten und eine Steigerung der Produktivität |
| Implementierung: |
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5/2003 |
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Ausgangslage/Aufgabenstellung
 Die Unternehmensgruppe Mürdter begann 1972 mit dem Fertigen von Spritzgießteilen. Heute besitzt Mürdter das Know- how in der Entwicklung, der Produktion und der Montage von mittleren bis großen Bauteilen und Baugruppen aus Kunststoff. Das Gewicht der Spritzgießteile liegt dabei in einem Spektrum von einem Gramm bis hin zu 25 Kilogramm.
Das im Drei-Schicht-Betrieb arbeitende Unternehmen verfügt über 32 Spritzgießmaschinen, davon eine der weltweit größten ihrer Art mit einer Schließkraft von 54.000 kN. Mürdter kann Lösungen aus Metall und Kunststoff anbieten und gleichzeitig über die Schwesterfirma die dafür benötigten Werkzeuge "quasi im eigenen Haus" herstellen lassen. So erhalten die Kunden letztlich alles aus einer Hand.
Im Auftrag eines Systemlieferanten der Automobilindustrie fertigt Mürdter zurzeit Türseitenverkleidungen für ein Airbag-System. Für diesen Prozess forderte Mürdter durch eine stärkere Automatisierung verkürzte Zykluszeiten, die Absenkung der anteiligen Personalkosten und eine Steigerung der Produktivität.
„Zum Erreichen der von uns verlangten Prozessqualität sind sechsachsige Knickarmroboter unabdingbar. Hinsichtlich der Anforderungen an die Roboter waren eine lange horizontale und vertikale Reichweite und eine hohe Flexibilität am wichtigsten", betont Jürgen Wabersich, verantwortlich für die gesamte Serien-Produktions-Technik der Mürdter-Gruppe.
„Ferner müssen die Roboter kurze Zykluszeiten und eine praktisch permanente Verfügbarkeit bieten. Die Entscheidung, große Konsolroboter mit einer Tragfähigkeit von 150 Kilogramm einzusetzen, beruhte einerseits auch auf der gewünschten Reichweite. Andererseits hatten wir das Gewicht der Greifer zu berücksichtigen, die bis zu 60 Kilogramm wiegen."
Selbst große Konsolroboter sind, aufgrund ihrer Aluminiumkonstruktion, sehr leicht im Verhältnis zur möglichen Last und daher problemlos auf den eingesetzten Maschinen zu montieren. Die Konsolroboter führen ihre Aufträge dabei Platz sparend von oben aus. Von dort aus können sie Spritzgießmaschinen be- und entladen und Werkstücke zum Nachbearbeiten an andere Stationen weitergeben. Mit Hilfe von Armverlängerungen lassen sich deren Arbeitsräume zudem noch ausdehnen.
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Realisation
Die in die Anlage integrierten Sechsachser sind ein eingespieltes Team, die ihre Aufgaben innerhalb der Taktzeit, die die Spritzgießmaschine vorgibt erledigen. Der am Anfang des Prozesses stehende Konsolroboter nimmt jeweils ein Gittergewebe von einem Drehtisch und setzt es in die bewegliche Werkzeughälfte der Spritzgießmaschine ein. Die Gittergewebe verbessern die Eigenschaften des Bauteils, indem sie beispielsweise einen Partikelflug beim Auslösen des Airbags verhindern.
Zum Handling der Gittergewebe nutzt der Gelenkarm-Konsol-Roboter die mechanische Seite seines Kombigreifers. Mit der pneumatischen Seite holt er im selben Zyklus einen gespritzten Satz Türseitenverkleidungen aus der starren Werkzeughälfte. Danach führt er die zwei durch ein Gittergewebe verbundenen Bauteile einer Bildverarbeitungsstation zu, die vollautomatisch die Qualität prüft. Ausschuss wirft der Roboter, wie in allen Stationen der Anlage, in separate Boxen.
Während der Roboter das getestete Bauteil noch am Greifer hält, nimmt er mit der anderen Seite des Effektors schon das nächste Gittergewebe auf. Dann legt er die Türseitenverkleidungen in eine Warmeinbettanlage zum induktiven Erwärmen der Gewindebuchsen. Der dort parallel zum Konsol-Roboter arbeitende Gelenkarm-Roboter bestückt die Einpresszylinder der Anlage mit acht Buchsen und zwei Inserts, die er vorher mit seinem Zangengreifer aus Sortiertöpfen genommen hat. Dabei dreht der Sechsachser den Effektor stufenweise, um in einem Zyklus zwei mal vier Buchsen und zwei mal ein Insert einzeln aufnehmen zu können. Anschließend gibt er sie geschlossen an den Einpresszylinder ab.
Nach dem Warmeinbetten holt der dritte Roboter, wieder ein Gelenkarm-Konsol-Roboter, die Türseitenverkleidungen mit seinem Vakuumgreifer ab und setzt sie auf den Drehtisch der Laserschneidanlage, in der ein weiterer Sechsachs-Roboter den Airbag-Bereich der Bauteile bearbeitet. Der Konsol-Roboter nimmt gleich einen fertigen Satz mit und hält ihn an einen Labeldrucker, der jedes Teil mit einem Barcode versieht.
Dann legt der Roboter den Satz auf eine Zwischenablage. Von da holt ihn der vierte Roboter ab, der auch die Einpresszylinder der Warmeinbettanlage versorgt, und übergibt ihn an ein abführendes Förderband. Der letzte Roboter der Anlage wartet derzeit noch darauf, dass eine zweite Spritzgießmaschine in den Prozess integriert wird.
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Systemkomponenten/Auftragsumfang
Lieferant des kompletten Systems, außer der Spritzgießmaschine, der Warmeinbettanlage und der Laserzelle, war die DAT Automatisierungstechnik GmbH, Pappenheim. DAT hat die Warmeinbettung und die Laserzelle allerdings projektiert und montiert, sowie die entsprechenden Schnittstellen geschaffen.
Darüber hinaus umfasste der Auftrag fünf KUKA- Roboter (Im Einzelnen handelt es sich um drei auf den Maschinen installierte Konsolroboter KR 150 L110 K, die durch ihre Armverlängerungen mit Reichweiten von 3.500 Millimeter ausgestattet sind, und um zwei Standardroboter KR 30), deren PC-basierende Steuerungen, zu denen jeweils ein Control Panel mit der vertrauten Windows-Oberfläche gehört, sowie die Förderbänder und einen Rundtakt-Tisch. Hinzu kamen die steuerungstechnische Verkettung der Sechsachser, die Sensorik, ein Labeldrucker und die Schutzeinrichtungen.
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Ergebnis/Erfolg
Der Startschuss für die Roboter fiel im Mai 2003. Trotz besonderem Zeitdruck gingen sie termingerecht in Betrieb und erfüllte alle Anforderungen die der Mürdter an Taktzeit und Verfügbarkeit stellte. Darüber hinaus bietet die Anlage im Hinblick auf zukünftige Erweiterungen mehr Flexibilität und ist insofern wirtschaftlicher als alternative Verfahren.
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Ansprechpartner
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Ausgangslage/Aufgabenstellung
