Alles aus einer Hand

28.09.2006 | Redakteur:

Von den Scara-Robotern über das Transfersystem bis hin zu den manuellen Arbeitsplätzen stammt im Bosch-Werk Salzgitter alles aus einer Hand. Die drei Montagelinien für elektronische Steuergeräte...

Von den Scara-Robotern über das Transfersystem bis hin zu den manuellen Arbeitsplätzen stammt im Bosch-Werk Salzgitter alles aus einer Hand. Die drei Montagelinien für elektronische Steuergeräte wurden vollständig aus Standardkomponenten aufgebaut. Durchgängige Systeme und bewährte, aufeinander abgestimmte Komponenten waren die wichtigsten Auswahlkriterien beim Aufbau der neuen Montagelinien im Bosch-Werk Salzgitter. Auf drei Montagelinien wird die neue Generation elektronischer Steuergeräte für das Motormanagement von Benzin- und Dieselmotoren montiert. „Wir wollten alles aus einer Hand“, betont Christian Maßberg, technischer Sachbearbeiter Betriebsmittelbeschaffung im Geschäftsbereich Automobilelektronik der Robert Bosch Elektronik GmbH. Kurze Taktzeiten, verbunden mit einer hohen Ausbringung, fordern natürlich ein hohes Maß an Zuverlässigkeit.„Als Zulieferer für die Automobilindustrie können wir uns weder Qualitätsabweichungen noch Stillstandszeiten in der Fertigung leisten und machen deshalb auch keine Experimente“ erläutert Maßberg. Er vertraut auf Rexroth-Produkte und bezieht alle Teile der Montagelinie aus einer Hand: von den Robotern turboscara SR8 über das Transfersystem TS 2plus bis hin zur Schraubtechnik oder Pneumatik.Transfersystem verbindet die BearbeitungsstationenDie unterschiedlichen Varianten der elektronischen Steuergeräte, die Bosch für Pkw und Lkw herstellt, bestehen im Wesentlichen aus drei Komponenten: Gehäuseboden, Gehäusedeckel und Leiterplatte werden auf der Montagelinie zusammengesetzt. Als Transportmittel zwischen den Bearbeitungsstationen der Endmontage dient ein Transfersystem. Das in Modulbauweise konstruierte System arbeitet mit Transportgeschwindigkeiten bis zu 18 m/min. „Auf Grund der vier unterschiedlichen Fördermedien und zahlreichen Werkstückträgergrößen konnten wir ein System nach unseren Anforderungen aufbauen“, skizziert Maßberg die Vorzüge.Die zu montierenden Komponenten werden im ersten Teil der Montage auf 240 mm ? 240 mm großen Werkstückträgern transportiert und nach einem Umpackplatz im Endprüfbereich auf 400 mm ? 240 mm großen Werkstückträgern weitergeleitet. Als Fördermedium dient das durchgängig eingesetzte Doppelgurtband, das nur bei den Prüföfen, die mit 120 °C arbeiten, aufgrund der hohen Temperaturen durch eine Transportkette ergänzt wird. Im Mittelpunkt jeder der drei Montagelinien stehen die Scara-Roboter.Neun Roboter je Montagelinie übernehmen unterschiedliche Aufgaben: Sie setzen Steuergeräte in Werkstückträger, fügen Mechanikteile zusammen, verschrauben Einzelkomponenten miteinander und bringen kundenspezifische Label auf das Endprodukt. Ein wichtiges Argument für die Scaras war deren schnelle Hub-Drehspindel. Die Achse drei bringt es bei einem Pinolendurchmesser von 20 mm immerhin auf 1600 mm/s.Der kurzzyklischen Anwendung wird der SR8 auch mit seiner hohen Genauigkeit (Positionsstreubreite 0,025 mm) gerecht. Die integrierte Steuerungsfunktionalität entspricht ebenfalls den hohen Anforderungen. Dafür sorgen die leicht verständliche Bewegungs- und Ablauf-Programmiersprache, die leistungsfähige Ablaufsteuerung mit integrierter Soft-SPS unter Echtzeitbetriebssystem Vx-Works sowie die Benutzerschnittstelle (MMI) und die einfache Erstellung von Bedienoberflächen über PC-Programmierung unter Windows. Der integrierte Internetanschluss (TCP/IP) erlaubt zudem die Fernwartung.Die robusten Schwenkarmroboter machten die Anlagenplanung leicht. „Wir mussten uns auf Änderungen einstellen, weil die Produktentwicklung zeitgleich mit dem Aufbau der Produktionsmittel erfolgte“, so Maßberg. Steuerungstechniker Helmut Hirschmüller führt ein weiteres Kriterium an: „Die benötigte Flexibilität, die auch bei späteren Umstellungen auf neue Teile oder Teilevarianten erforderlich ist, bietet neben dem Scara auch das Bildverarbeitungssystem robotvision, das durch einfaches teach-in eine sichere Teileerkennung gewährleistet.“Visionsystem zur sicheren TeileerkennungDas Visionsystem kommt unter anderem in der Umsetzstation zum Einsatz, wo Gehäusedeckel sowie Bodenplatten in Guss- und Blechmaterial den Leiterplatten zugeordnet werden. Beide Teile haben leicht abweichende Toleranzen, weshalb auch die Werkstückträger ein gewisses Spiel benötigen. Eine sichere Teileerkennung ist die Voraussetzung dafür, dass die Bauteile trotz ihrer Toleranzen sauber gefügt werden können. Darüber hinaus nutzt Bosch die Vorteile des einheitlichen Programmier- und Testfelds, weil das robotvision zusammen mit der Inbetriebnahme des Roboters getestet und programmiert wird.Die Entscheidung für den SR8 mit 800 mm Arbeitsradius ergab sich nicht zuletzt aufgrund der universell einsetzbaren Zellen, die aus Standardkomponenten aufgebaut sind. Bei den einheitlich großen Zellen werden hoch belastbare Strebenprofile einschließlich der Verbindungselemente und Zubehör sowie Schutzeinrichtungen zur Vermeidung von Sicherheitsrisiken eingesetzt.An den fünf manuellen Montagearbeitsplätzen werden verschiedene Tätigkeiten wie Bestücken, Reparieren und Umpacken durch Mitarbeiter ausgeführt. „Wir achten sehr auf ergonomisches, belastungsarmes Arbeiten. Das fängt bei guter Sitzhaltung an und geht bis hin zum Vermeiden von Dauerbelastungen durch richtig gestaltete Arbeitsplätze“, erklärt Maßberg.Für die Schraubverbindungen zwischen den Leiterplatten und dem Gehäuseboden sowie für das Verschrauben von Gehäuseboden und -deckel ist das modulare Schraubsystem 300 im Einsatz. Als schaltschranklose Installationsmöglichkeit werden hier Einzelkanäle in Systemboxen verwendet. Damit ist das Schraubsystem Platz sparend, arbeitsplatzorientiert und flexibel montierbar. Der Drehmomentbereich der modularen Schraubspindeln reicht mit vier verschiedenen Baugrößen von 0,6 bis zu 1000 Nm.Steuerung ermöglicht durchgängige Kommunikation„Als übergeordnete Steuerung setzen wir durchgängig die Roboter- und Handlingsteuerung rho 4.1 ein“, berichtet Hirsch-müller und fügt hinzu: „Damit können wir sowohl die Scara-Roboter als auch die NC-Achsen steuern, mit der Soft-SPS einzelner Zellen kommunizieren und via Profibus-DP die Schraubtechnik und Pneumatik einbinden.“ Je nach Bedarf sind die Doppelzellen mit pneumatischen Ventilträgersystemen ausgestattet. Bestückt mit 3/2- und 5/2-Umschalt- und Impulsventilen übernehmen die Ventilinseln die zentrale Zylinderbetätigung.