Kurze Zykluszeiten bei der Montage von Kabelkanälen mit komplexer Geometrie

Die Herausforderung, vor die der "Global Player" Polytec Riesselmann GmbH seinen Systemintegratoren stellte, war klar definiert: Automatisation als Basis für wirtschaftlichere Fertigungsabläufe, reduzierte Kosten, ein höherer Ausstoß und konstantere Qualität. Aufgrund der komplexen Geometrie der zu handhabenden Kunststoffteile kamen als Roboter nur wendige "Sechsachser" in Betracht, die zudem hohe Beschleunigungswerte auf engem Raum und eine große Reichweite bieten mussten.

Ausgangslage/Aufgabenstellung
Realisation
Systemkomponenten/Auftragsumfang
Ergebnis/Erfolg
Ansprechpartner

Branche:					Automobilzulieferindustrie
Kunde:					Polytec Riesselmann GmbH
Anwendung:					Effiziente Produktion und Fertigung von Kabelkanälen mit komplexer Geometrie
Zielsetzung:					Verkürzung der Zykluszeiten bei hoher Wiederholgenauigkeit und Flexibilität
Implementierung:					1. und 2.Anlage in 2000

Ausgangslage/Aufgabenstellung

Zu den Kernkompetenzen des Unternehmens Polytec gehören technisch anspruchsvolle, kundenspezifische Lösungen für Kunststoffanwendungen im Motorraum und Fahrzeuginnenraum. Das Know-how des Unternehmens umfasst diesbezüglich die komplette Prozesskette, vom ersten Designentwurf bis zur Serienfertigung.

Bei Kabelkanälen, die wegen ihrer komplexen Geometrie bisher manuell mit Clipsen komplettiert wurden, sah das Unternehmen die Chance, mit Hilfe von Robotern deutlich effizienter zu fertigen. Deshalb war Aufgabe und Anforderung an die DAT die Produktion und Fertigung (Clip-Montage) von Kabelkanälen mit komplexer Geometrie zu automatisieren. Das weitere Anforderungsprofil: die Realisierung kurzer Zykluszeiten, die hohe Wiederholgenauigkeit und Flexibilität, die kleine Grundfläche und die große Reichweite.

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Realisation

Das Handling der Kabelkanäle lässt sich nur durch einen sechsachsigen Knickarmroboter wirtschaftlich automatisieren. Da die Preise für diesen Robotertyp in den vergangenen Jahren drastisch fielen, erschließen diese aufgrund der guten ROI Werte neue Aufgabenbereiche der Automatisation.

So löst im vorliegenden Fall je ein Sechsachs-Roboter in zwei baugleichen Anlagen die Problemstellungen bei der Entnahme der komplexen Teile aus der Spritzgießmaschine. Erreicht wird dies durch eine exakt synchronisierte Parallelbewegung des Roboters zum Maschinenauswerfer und dem Förderband. Pro Artikel existiert ein separater Greifer, den der Betreiber je nach Bedarf zusammen mit dem Spritzgießwerkzeug wechselt.

Bei der Konzeption der Greifer verursachte besonders die räumlich verwundene Form der Kabelkanäle und die unterschiedliche Lage der Befestigungspunkte der Clipse einigen Aufwand. Um diese Aufgabe zu lösen, muss der Roboter beim Montieren der bis zu fünf Clipse die Kabelkanäle in verschiedenen Positionen halten. Über eine Sensorik frägt die Steuerung dabei jeweils ab, ob die Station einen Clip für die Abnahme bereithält und ob dieser montiert wurde. Im Ergebnis resultiert daraus eine hundertprozentige Kontrolle und hohe Prozesssicherheit.

Spezielle Anforderungen an die Entwickler stellte auch das bei zwei Kabelkanälen notwendige Vorbiegen eines sogenannten Filmscharniers. Dieser Arbeitsschritt verhindert ein späteres Brechen dieses Deckels. Vor der Installation der Zellen absolvierte DAT im eigenen Hause einen Testlauf, so dass der Systempartner zum Übergabetermin an eine einwandfreie Funktion garantieren konnte.

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Systemkomponenten/Auftragsumfang

Grundlage der DAT-Applikation bilden zwei baugleiche Anlagen mit je einem KUKA-Roboter KR 15 mit verschiedenen Roboteroptionen. Dazu kommt die DAT- Steuerung inklusive der Greiferzwischenbaugruppe. Weitere Module sind die gesamte Sortiertechnik inklusive einer Linearaushebeeinheit, die Schutzeinhausung mit der gesamten Sicherheitstechnik, ein Bodenscanner und die Türverriegelung ein Flachgurtbandsystem zum Abtransport, ca. 10 unterschiedliche Entnahmegreifer für die Roboter, sowie die Programmierung, Einweisung und Dokumentation.

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Ergebnis/Erfolg

Nach Aussage von Polytec Riesselmann haben sich die Erwartungen voll erfüllt. Durch einen verringerten Personalaufwand und kürzere Zykluszeiten konnte das Unternehmen die Herstellungskosten nachhaltig senken.

Darüber hinaus machte Polytec Riesselmann einen Riesenschritt in Richtung Reklamationsfreiheit. Hinsichtlich der in "parts per million" gemessenen Fehlerquote ist das Unternehmen auf dem besten Weg die Null zu erreichen. Ein entscheidender Faktor, denn ein Fehler löst beim Abnehmer und damit letztendlich beim Produzenten selbst erhebliche Kosten aus.

Die Roboterzellen bieten seit ihrer Inbetriebnahme eine hohe Verfügbarkeit. "Wir gehen bezüglich der Amortisationszeit von etwa einem Jahr aus..." so Markus Mechelhoff, Bereichsleiter Produktion bei Polytec Riesselmann, "... aufgrund der hervorragenden wirtschaftlichen Perspektiven planen wir überdies schon mit weiteren Robotern."

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Ansprechpartner

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