ActiveMover von Rexroth sorgt für kurze Nebenzeiten in Montageanlage von Behr Systems

Punktgenau durch 37 Stationen geschleust

| Redakteur: Silvano Böni

Vollautomatische Anlage für die Automobilindustrie mit 37 Bearbeitungsstationen.
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Vollautomatische Anlage für die Automobilindustrie mit 37 Bearbeitungsstationen. (Bild: Bosch Rexroth)

Für Automobilzulieferer geht es in der Produktion um jede Zehntelsekunde. Genau darauf hat sich Behr Systems spezialisiert. Das Unternehmen entwickelt seit mehr als 15 Jahren komplette Montage- und Fertigungsanlagen für kürzeste Zykluszeiten. Das erreicht Behr auch mit dem linearmotorischen Transfersystem ActiveMover von Rexroth.

Diese Anlage für den Einsatz bei einem Automobilzulieferer verbirgt ihre Komplexität nicht: An das geschlossene Oval mit 22 Meter Streckenlänge hat Behr Systems 37 Bearbeitungsstationen angedockt. Sie übernehmen verschiedenste Bearbeitungsschritte für die Montage einer elektromechanischen, sicherheitsrelevanten Baugruppe für PKWs. «Der Automobilzulieferer, der diese Anlage bestellt hat, fertigt bereits auf mehreren ähnlichen Anlagen und wir optimieren das modulare Konzept ständig weiter», betont Rainer Hollweck, Project Manager bei Behr Systems.

Der Sondermaschinenbauer aus dem bayrischen Blaichach fokussiert sich auf Montage-, Prüf- und Fertigungsanlagen und rüstet Automobilzulieferer ebenso aus wie die Optische Industrie, die Medizintechnik und viele weitere Branchen.

ActiveMover positioniert flexibel und genau

Das Grundlayout der Montagelinie besteht aus geraden Strecken- und Kurveneinheiten des Rexroth -­Transfersystems ActiveMover mit vertikal eingebauten, verschleissarmen Linearmotoren. Auf der gesamten Strecke fahren Werkstückträger unabhängig voneinander auf exakt vorgegebenen Positionen, teilweise sogar mehreren Positionen innerhalb einer Station nacheinander.

Die Stationen montieren, pressen, reinigen, prüfen und verschrauben verschiedene Varianten der Baugruppe vollautomatisch. Um die Anlage herum sind die Zuführeinheiten platziert. Sie versorgen die Stationen mit den notwendigen Bauteilen, typsortiert und lagegerecht. «Die Anlage hat eine Autonomiezeit von 45 Minuten», hebt der Project Manager hervor. So lang kann sie ohne manuelle Eingriffe arbeiten. Mitarbeiter füllen vor allem die Bestände an Bauteilen auf und entladen die Anlage. Beim Entladen der Anlage kommt ein weiteres Transfersystem von Rexroth zum Einsatz, das TS 2plus. Es schleust die fertig montierten Baugruppen horizontal aus der Anlage heraus.

Durch die hinterlegten Fertigungsprogramme kann der Automobilzulieferer ohne Umrüstaufwand verschiedene Varianten der Baugruppe auf der Anlage fertigen. Die Software der Anlagensteuerung gibt dazu den Werkstückträgern flexibel die anzufahrenden Positionen vor. «Wir arbeiten an den meisten Stationen mit einer Positioniergenauigkeit von unter 0,05 mm», so der Project Manager. Die Wiederholgenauigkeit des ActiveMovers beträgt 0,01 mm. Diese Präzision erreicht der ActiveMover auf den geraden Strecken durch das integrierte Messsystem. Deswegen ist eine zusätzliche Indexierung hier nicht erforderlich. «An einigen Stationen benötigen wir aber Toleranzen von 5 bis 10 µm», sagt Rainer Hollweck. Dort entkoppelt Behr Systems den Werkstückträger von dem Werkstück durch eine «schwimmende Lagerung». An der Station wird das Werkstück feinjustiert.

Von hochdynamisch bis ganz sanft

«Die Abstände zwischen den einzelnen Stationen betragen zwischen 50 und 100 cm», beschreibt Rainer Hollweck den Aufbau. In diesen Abständen kann der ActiveMover durch seine hohe Dynamik die Nebenzeiten deutlich reduzieren. Die Werkstückträger, für Zuladungen bis 10 kg ausgelegt, fahren in dieser Anwendung asynchron, da nicht nur die Abstände zwischen, sondern auch die Bearbeitungszeiten an den einzelnen Stationen unterschiedlich sind. Hier bietet ActiveMover die notwendige Flexibilität. «Wir können parallel die verschiedensten Offsets fahren und in anderen Anlagen bewegen sich einzelne Shuttles bei Bedarf auch gegen die Fahrtrichtung», umreisst der Project Manager die Möglichkeiten. ActiveMover beschleunigt die Werkstückträger mit bis zu 40 m/s² und erreicht dadurch eine extrem hohe Dynamik. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 150 m/min. Durch diese Dynamik gewinnt die Anlage an jeder Station entscheidende Sekundenbruchteile, womit Anwender Kostenvorteile durch kürzere Zykluszeiten realisieren.

Aber nicht an jeder Station geht es um höchste Dynamik. «Bei einem Bearbeitungsschritt wird eine kleine Kugel auf eine Vertiefung gelegt und der Weitertransport durch den ActiveMover muss extrem sanft erfolgen», erinnert sich Rainer Hollweck. Hier bieten die unabhängig voneinander fahrenden Werkstückträger den notwendigen Freiheitsgrad. Entsprechend parametrierte Behr Systems in dieser Station sehr flache, sanfte Beschleunigungs- und Bremsrampen für den Werkstückträger.

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Konfiguration ohne Programmierung

Beim Aufbau der Anlage nimmt Behr zunächst den ActiveMover ohne Bearbeitungsstationen in Betrieb und definiert die Grundkonfiguration. Die Software verringert den Engineeringaufwand, da keine Programmierung notwendig ist. Die komplette Verkabelung des Transfersystems verläuft in Kabelkanälen auf der Innenseite. Damit sind die Aussenseiten mit den Werkstückträgern komplett frei für die Arbeitsstationen. Beim Einbau jeder Station justiert Behr die jeweiligen Bewegungsmuster und Posi­tio­nen der Shuttles. Eine bereits im ActiveMover integrierte Kollisionsvermeidung verhindert Schäden bei der Inbetriebnahme und im täglichen Betrieb.

Die Vollautomatisierung der Montage dient auch dazu, reproduzierbar dokumentierte Qualität zu sichern. Die Montageanlage von Behr wird beim End­anwender in einem Sauberraum arbeiten. Der Active­Mover ist konstruktiv auch auf solche Umgebungen ausgelegt und erfüllt durch die geschlossene Leistungselektronik die Schutzklasse IP65. Damit ist er auch für Einsätze unter Spritzwassereinwirkungen geeignet.

Verringerter Konstruktionsaufwand

«Der modulare Aufbau des ActiveMovers reduziert unseren Konstruktionsaufwand enorm und wir optimieren das Konzept der Montagelinie kontinuierlich», bekräftigt Rainer Hollweck. «Ausserdem erwarten gerade unsere Kunden aus der Automobilindustrie standardisierte Anlagen, um die Wartung und Bedienung zu vereinheitlichen.» Der Active­Mover fügt sich über Profinet oder Ethernet/IP in alle gängigen Architekturen ein und kann von beliebigen Prozesssteuerungen geregelt werden. Darüber hinaus können Anwender die Montagelinie bei Bedarf mit weiteren Streckeneinheiten des Active­Movers nachrüsten und so weitere Stationen hinzufügen. Auch danach befördert er aktiv, dynamisch und präzise alle Werkstücke zur richtigen Zeit an den richtigen Ort. So wie Behr Systems seine Montage-, Prüf- und Fertigungsanlagen – die nächsten werden bereits in Blaichach in Betrieb genommen. SMM

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