Der Druck auf die Zuliefererindustrie wächst. Produkte sollen stets pünktlich und in der richtigen Menge geliefert werden – am besten mit einer Null-Fehler-Garantie. Den Zulieferern bleibt daher meist nichts anderes übrig, als die industrielle Produktion mit integrierten und vernetzten Prozessen zu verschlanken. Das Unternehmen Matthias Oechsler fertigt im Werk Ansbach einen Stellantrieb für Turbolader von Dieselmotoren. In einer kompakten, auf Null-Fehler-Produktion ausgelegten Fertigungszelle werden 1,2 Millionen Komponenten für Turbolader pro Jahr hergestellt.

Im Rahmen von Null-Fehler-Konzepten wird eine frühzeitige und vollständige Kontrolle aller qualitätsrelevanten Schritte angestrebt. Auf diese Weise lassen sich Abläufe effektiv und verschwendungsarm gestalten, Produkt- und Prozessqualität steigern und Herstellkosten kontinuierlich senken. Der Anspruch an eine solche Null-Fehler-Produktion wird heute in vielen Fällen durch Automation gelöst. Der Automatisierer Wittmann Robot Systeme, Schwaig, hat deshalb für die genannte Fertigungszelle neben den zwei 3-Achs-Servo-Linearrobotern W?632 und W?631 auch die Gesamtsteuerung realisiert.

Nur so lassen sich die Prozesse zwischen der Krauss Maffei Spritzgießmaschine KM?80, den Linearrobotern und den zahlreichen Montage-, Prüf-und Sortiereinrichtungen optimal aufeinander abstimmen. Einzelne Arbeitsschritte werden regelmäßig kontrolliert und die Fertigteile unmittelbar nach dem Spritzen geprüft. Die Anlagensteuerung wurde durch einen Leitrechner erweitert, der alle Arbeitsschritte, sowie Störungen und eventuelle Fehler aufzeichnet und an den Kundendienst mittels SMS meldet. Neben einer vorbeugenden Wartung, werden so auch frühzeitig auftretende Fehler erkannt.

Prüfschritte für 100 Prozent Gut-Teile

Eine besondere Herausforderung war die auszustanzende Leiterplatte aus unverstärktem Kunststoff. Die Originalplatte mit 24 Nutzen liegt auf einem Tisch dessen Kreuzschlitten durch zwei Servomotoren angetrieben und positioniert wird. Diese Servomotoren ermöglichen zudem am Roboter zwei zusätzliche Achsenbewegen am Ende des Vertikalarmes. Dadurch wird die Position des Kreuzschlittens unter der Stanzeinrichtung über die Teachbox des Roboters exakt koordiniert.

Eine weitere Herausforderung für die Steuerung ist das Handhaben einer sehr eng tolerierten Welle aus magnetischem Edelstahl. Diese ist auf Grund von fehlendem Schwefel und Kohlenstoff in der Stahl-Legierung sehr weich und damit beschädigungsanfällig. Damit eine beschädigungsfreie Handhabung möglich ist, wurde das 50 Kilogramm schwere Greifsystem am Roboter-Y-Arm mit einer um 180 Grad schwenkbaren Servo-Drehachse ausgerüstet und das Werkzeug über zwei Zentrierungen angedockt. Somit ist eine feste Verbindung zwischen Greifer und den vier Edelstahl-Wellen, die senkrecht eingelegt werden, möglich. Die Qualitätskontrolle des komplett umspritzten Turboladerteils übernimmt ein Kamerasystem. Nach jedem 500.

Schuss wird an Hand von Dummyteilen eine Überprüfung vorgenommen, um so die Qualität sicherzustellen und eine eventuelle Nachkalibrierung einzuleiten. Dies ist nur ein typischer Schritt um die geforderte Produkt- und Prozessqualität zu sichern. Ein weiterer Prüfschritt erfolgt nach der Teile-Entnahme aus dem Werkzeug.

Hierbei wird bei 120°C die 100-prozentige Funktion der im Fertigteil umspritzten Leiterplatten geprüft. Ist diese nicht gegeben, wird eine Schlecht-Teil-Ausschleußung eingeleitet. Eine weitere Funktionsprüfung ist auch nach dem Ausstanzen und Separieren zwischengeschaltet. Diese kontinuierliche Qualitätssicherung dient nicht nur der Sicherung des Null-Fehler-Konzeptes sondern auch der Überwachung der Gesamtanlage. Durch ein Erweitern der Anlagensteuerung mit einem Leitrechner werden alle Arbeitsschritte sowie eventuelle Störungen und erkannte Fehler kontinuierlich aufgezeichnet und an den Kundendienst von Wittmann Robot Systeme per SMS gemeldet. Dieser Schritt dient auch der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Anlage und der vorbeugenden Wartung. Die Fehlerspeicherung und deren Analyse ermöglicht auftretende Probleme und Fehler schon im Vorfeld zu erkennen und Gegenmaßnahmen zu ergreifen.


Produktion im Detail

Die Qualitätssicherung ist zu einem unverzichtbaren Bestandteil des industriellen Produktionsprozesses geworden. Im Rahmen von Null-Fehler-Konzepten wird eine frühzeitige und vollständige Kontrolle aller qualitätsrelevanten Schritte angestrebt. Auf diese Weise lassen sich Abläufe effektiv und ressourceneffizient gestalten, Produkt- und Prozessqualität steigern und Herstellkosten kontinuierlich senken. Der Anspruch an eine Null-Fehler-Produktion wird heute in vielen Fällen durch den Einsatz industrieller Bildverarbeitung und berührungsloser Mess- und Prüftechnik erfüllt. Dabei stehen Aspekte im Vordergrund wie frühzeitiges Erkennen von Qualitätsabweichungen und rechtzeitige Reaktion auf Veränderungen, Absicherung und Objektivierung von Fertigungstechnologien, schnelle Qualitätsregelkreise zur Prozesssteuerung in Echtzeit sowie gesteigerte Reproduzierbarkeit und Verfügbarkeit im Vergleich zur manuellen Prüfung.

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Über den Autor

Walter Klaus ist freier Fachjournalist in Lauf a.d. Pegnitz. mail@wklaus-consulting.de