Getriebeteile effizient prüfen und vermessen: Automobilzulieferer setzt auf Roboter für die Verarbeitung von Synchronringen

Bei der Veranstaltung des Innovationsnetzwerks i2b im November 2013, als die Weiterbildungsinitiative Robotik der Öffentlichkeit vorgestellt wurde, kam ein Kunde auf die Mitarbeiter der gastgebenden Schulz Systemtechnik GmbH zu. Der Automobilzulieferer aus Bremen-Nord hatte mit Schulz bereits Projekte umgesetzt, beschäftigte sich nun aber erstmals mit dem Einsatz von Robotiklösungen. Fast genau ein Jahr später war es dann soweit: Im November 2014 nahmen die ersten beiden Industrieroboter ihre Arbeit bei der Beschichtung und Qualitätskontrolle von Bauteilen für Kraftfahrzeuge auf.

Der Weg dorthin führte zum einen über umfassende Beratung: Mehrere verschiedene Varianten hatten zur Auswahl gestanden. Zum anderen nahmen Mitarbeiter des Kunden aber auch an Schulungen der Schulz Systemtechnik GmbH teil, die im Rahmen der Weiterbildungsinitiative angeboten wurden. Dort erwarben sie nicht nur das nötige Know-how für die Entscheidungsfindung und den Betrieb der Anlagen, sondern konnten sich auch vorab von der Effizienz der geplanten Lösung überzeugen. „Die Frage war: Lässt sich die gewünschte Taktzeit tatsächlich erreichen?“, berichtet Peter Rauschenberger von der Schulz Systemtechnik GmbH. Die hauseigene Schulungszelle ermöglichte es, eine einfache Version des benötigten Programms zu schreiben und mit den Robotern die Geschwindigkeit der auszuführenden Arbeiten zu testen.

Innovative Komponenten ermöglichen hohe Geschwindigkeit

Das Automotive-Unternehmen nutzt die Anlagen zur Beschichtung von sogenannten Synchronringen, die in Getrieben und Motoren zum Einsatz kommen. Die Roboter führen die Ringe einer Vermessung zu, in der die Qualität und die Maßhaltigkeit geprüft werden. Dann werden die Bauteile automatisch in KTLs verpackt.

Die Anlagen werden von Schulz Systemtechnik aus verschiedenen Komponenten zusammengefügt und komplett an den Kunden ausgeliefert, wo sie nur noch festgeschraubt und angeschlossen werden mussten. Dabei wurden die neuesten Bauteile verwendet, die zurzeit am Markt verfügbar sind, unter anderem der schnellste Roboter des europäischen Marktführers Kuka. Er ermöglicht die Verarbeitung von zwei Ringen in 15 Sekunden. Das System ist so ausgelegt, dass der Roboter 90 Prozent der Zeit in Bewegung ist, also besonders gut ausgelastet wird und kaum auf die vorgelagerten Prozesse warten muss. Ein weiteres Highlight der Anlage ist die Messvorrichtung. Sie führt einen hauchdünnen Laserstrahl an den Konturen des Rings entlang und erstellt ein 3D-Bild. Darüber hinaus werden pro Sekunde an 1000 Messpunkten jeweils zwölf Merkmale des Materials überprüft.

Genaue Rückverfolgbarkeit der Produkte

Zukünftige Anpassungen des Systems an neue Anforderungen werden durch die objektorientierte Steuerungsprogrammierung erleichtert. Sie orientiert sich verstärkt am menschlichen Verständnis des Prozesses, weniger an den technischen Eigenschaften der Computer. In der SPS-Programmierung für Maschinen und Anlagen ist die objektorientierte Programmierung relativ neu. Sie arbeitet – vereinfacht gesagt – nicht Zeile für Zeile die Befehle ab, sondern definiert bestimmte Objekte, auf die dann immer wieder zurückgegriffen werden kann. Dies verringert unter anderem die Größe der Programme und sorgt dafür, dass deren Bausteine auch bei zukünftigen Änderungen wieder eingesetzt werden können.

Insgesamt erfordert das System weniger Anlagentechnik als zuvor, weil jeder Roboter mehrere Pressen parallel bedienen kann. Darüber hinaus ist die genaue Rückverfolgbarkeit der Produkte gewährleistet. „Man kann auf die Sekunde genau sagen, wann ein Ring in welcher Presse bearbeitet wurde“, so Rauschenberger. Am Ende werden die Ringe 13-lagig in eine Kiste verpackt. Dafür mussten die Ablagepositionen für eine Lage errechnet werden, bei den anderen ändert sich nur die Höhe. Ein visuelles System ist nicht erforderlich.