Robotergestützte Bestückung einer Lackieranlage für Stahlfelgen

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Eine weitere Herausforderung ist die Vorgabe, an jeden Doppelhaken der Kette immer zwei Felgen hängen zu müssen, damit dieser nicht kippt und bei der Beförderung zu Störungen führt. Die Haken wurden in der Folge speziell für die Anforderungen der Automatisierung entwickelt und gegen die alten ausgetauscht. Insgesamt befinden sich etwa 1200 Haken an der Kette.

Damit nicht genug, denn die Felgen kommen im Typenmix über ein vorhandenes Fördersystem aus dem Rohbau und unterscheiden sich somit in ihren Abmessungen. Ein weiteres Merkmal sind Toleranzen durch thermische Belastungen der Kette im Lackbad und die folgende Trocknung.

Felgen werden über Mittenzentrierungen den Greifsystemen zugeführt

Um dem etwas unruhigen Lauf der Kette genau folgen zu können und dabei die Felgen fehlerfrei über das Mittelloch einzuhängen, bedurfte es einer ausgeklügelten Gleichlaufeinrichtung, die speziell für diese Anforderung entwickelt und programmiert wurde. Die Felgen werden über ein Förderband in einem definierten Abstand und über Mittenzentrierungen den Greifsystemen zugeführt. Gleichzeitig erkennen Sensoren, ob überhaupt eine Felge zur Aufnahme bereit steht, um die Haken stets parallel zu bestücken.

Um Fehlbestückungen zu minimieren, wird vor dem Aufhängen die Hakengeometrie sensorisch überprüft. Elektronische Geber liefern die Kettengeschwindigkeit an die Robotersteuerung, um die Roboterbewegung mit der Kette zu synchronisieren. Damit der Roboter der Kette schnell genug folgen kann, nimmt das Greifsystem jedes Roboters stets drei Felgen zeitgleich auf und hängt sie gegenüberliegend auf die Haken.

Null-Impuls-Sensoren geben Startschuss für die Linearsysteme

Null-Impuls-Sensoren geben den Startschuss für die beiden Linearsysteme, um auf die Bewegung der Förderkette aufzuspringen und sich mit dieser zu synchronisieren. Somit sind verschiedene Systeme im Gleichlauf zu halten: Es müssen Felgen vorhanden sein, die Linearsysteme rechts und links des Bandes müssen jeweils drei Felgen aufgenommen haben und sich dann mit den Haken der Förderkette synchronisieren. Erst wenn alle Faktoren stimmen, ist ein reibungsloser Betrieb möglich.

Parallel ist im System auch eine manuelle Bestückung vorgesehen. Diese wird beispielsweise dann notwendig, wenn die Förderkette oder ein nachgeschalteter Prozess angehalten werden muss. Da aus dem Felgenrohbau ständig Nachschub kommt, landen die überzähligen Felgen in einem Pufferlager, aus dem sie automatisch und/oder manuell wieder der Förderkette zugeführt werden.

Sollten einmal weniger Felgen benötigt werden, so können alle Robotersysteme auf unterschiedliche Bestückungsmuster zugreifen und die Kette mit weniger Felgen bestücken – aber immer noch mit jeweils zwei an einem Haken, weil dies unabdingbar ist.

Nachdem die Stahlfelgen ihre erste Reise über mehr als 1 km hinter sich haben, ohne je gerollt zu sein, erstrahlen sie in schickem Schwarz und sind noch handwarm. Nun gilt es – ebenfalls ohne Unterbrechung – die frisch lackierten und damit gegen Beschädigungen empfindlichen Felgen wieder von der Kette abzuhängen. Dabei darf keine Felge am Fördersystem verbleiben.

Zwei Linearroboter legen Felgen auf ein gepolstertes Förderband

Sorgsam und in quasi umgekehrter Reihenfolge stehen dafür am Ende des Prozesses zwei weitere Linearroboter von Reis bereit, um die Felgen dann auf ein spezielles, gepolstertes Förderband zu legen, das sie ins Kellergeschoss zum Versand transportiert. Auch bei diesem Schritt nehmen die Greifer jeweils drei Felgen von der Kette. Ein spezieller Aussteuermechanismus entfernt so viele Felgen aus dem Transportprozess, wie im eigenen Werk für die Fahrzeugproduktion benötigt werden. Dort erfolgt der einzige manuelle Eingriff, denn Mitarbeiter übergeben diese Felgen an ein weiteres werksinternes Transportsystem.

Eines muss in allen Bearbeitungs- und Transportschritten berücksichtigt werden: Die Felgen, insbesondere die, die direkt im Werk verbaut werden, sind so genannte single points of failure. Das heißt, dass ein gesamter Produktionsprozess am Ende zum Erliegen kommen könnte, wenn das fertige Fahrzeug nicht auf Räder gestellt werden kann.

Systeme laufen seit Installation reibungslos und fehlerfrei

Stahlfelgen sind relativ schwer. Und wer die Massen kennt, die Mitarbeiter in der Vergangenheit bewegen mussten, dem wird nun die Entlastung bewusst. Die Anlage wurde dabei quasi im laufenden Betrieb automatisiert. Reis installierte die Roboter, mit nur vier Tagen Kettenstillstand in den Werksferien. Zeitgleich wurde der Förderkettenverlauf durch Volkswagen an die Automation angepasst und verlegt. Während der Aufbauphase wurden die Felgen einfach noch manuell in die Kette eingehängt.

Seit der Installation der Roboter zum Bestücken und Abhängen der Felgen laufen die Systeme reibungslos und fehlerfrei. Und als Folge davon konnte die Ergonomie für die Mitarbeiter enorm gesteigert sowie deren körperliche Belastung deutlich gesenkt werden.

Roland Hermann ist Mitarbeiter im Vertrieb Handhabung der Reis GmbH & Co. KG Maschinenfabrik, 63785 Obernburg. Stephan H. Gursky ist freier Journalist in Wörth.

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