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Robotergestützte Montage von Hochvoltsteckern für E-Fahrzeuge
Masterpiece für Mexico
Sechs deckenmontierte Stäubli Roboter, dreizehn Bildverarbeitungssysteme und jede Menge Know-how des Anlagenbauers sorgen für die schnelle, prozesssichere und wirtschaftliche Montage und Prüfung von 5.000.000 Hochvoltsteckern für Elektro- und Hybridfahrzeuge in Mexiko.
AUFGABE
Robotergestützte Montage von Hochvoltsteckern für E-Fahrzeuge
Die Montage von fünf Millionen Hochvoltsteckern jährlich für Elektro- und Hybridfahrzeuge stellt hohe Ansprüche an die Automation. Insbesondere dann, wenn täglich variantenbedingte Umrüstungen auf dem Programm stehen. Eine wegweisende Anlage sorgt für eine hochflexible Produktion.
Die Elektromobilität ist in aller Munde. Das beflügelt auch die Nachfragen nach Montagelösungen für E-Komponenten bei den Sondermaschinenbauern wie beispielsweise der Eberhard AG. So wandte sich ein internationaler Automobilzulieferer mit einem anspruchsvollen Projekt an das schwäbische Unternehmen mit Sitz in Schlierbach.
Konkret ging es um Planung und Realisierung einer Montageanlage für 5.000.0000 Hochvolt-Steckverbinder pro Jahr. Die Anlage sollte aber nicht nur die eigentliche Montage, sondern auch die optische Prüfung aller Montageschritte sowie die Dichtheitsprüfung der Stecker und abschließend deren Verpackung in Trays übernehmen.
LÖSUNG
Meisterstück der Automation in kompakter Ausführung
Beim ersten Blick auf die Anlage drängt sich eine Frage auf: Wie ließ sich eine 13 Stationen umfassende Montageanlage mit sechs Robotern und 13 Visionsystemen auf derart kompaktem Bauraum realisieren? Die Antwort: Insbesondere der Kniff, die Roboter über den Stationen hängend anzuordnen, trägt zur Raumeffizienz bei.
Bei allen sechs Robotern handelt es sich um die hochpräzisen Stäubli Sechsachser vom Typ TX2-60L, also die Variante mit verlängerter Reichweite. Die Roboter wurden nicht nur wegen ihrer Dynamik ausgewählt, sondern eben auch aufgrund ihrer kompakten Bauweise, ihrer Schnittstellen zu den Feedern und Kameras und wegen ihrer sprichwörtlichen Zuverlässigkeit. Vier der sechs Roboter sind mit Kamerasystemen ausgestattet, um Teile von Zuführsystemen abgreifen zu können.
Die Montage der Stecker folgt einem klaren Konzept: Jedem Arbeitsschritt nachgelagert ist eine Qualitätsprüfung. Beispiel Station 1: Hier entnimmt der erste TX2-60L ein Steckergehäuse von einem Zuführband und legt es in einen Werkstückträger ein, in dem es alle Stationen der Anlage durchläuft. In Station 2 erfolgt umgehend eine optische Qualitätskontrolle, bei der Codierung und Farbe geprüft werden.
Montieren und direkt im Anschluss Prüfen – nach diesem Prinzip durchläuft das Steckergehäuse alle weiteren Stationen bis zu seiner Fertigstellung. Bevor der letzte der sechs Stäubli Roboter den komplett montierten Hochvoltstecker an ein Palettiersystem übergibt, steht noch eine Dichtheitsprüfung an. Um hier die Taktzeit halten zu können, setzt Eberhard auf einen Rundschalttisch mit vier Stationen und vierfach ausgeführter Prüfaufnahme. Dank dieser Lösung wird die Prüfung nicht zum Flaschenhals.
KUNDENNUTZEN
Umrüstung innerhalb von zehn Minuten
Im ersten Schritt laufen nur drei Varianten über die Anlage, aber deren Anzahl wird sich in kurzer Zeit signifikant steigern. Dank der hochflexiblen Auslegung der Anlage kann der Anwender dieser Entwicklung gelassen ins Auge sehen. Vom letzten Teil des laufenden Produktes bis zum ersten Teil des neuen Produktes gelingt der Wechsel innerhalb von zehn Minuten.
Bereits bei der Vorinbetriebnahme der Anlage konnte die geforderte Taktzeit von drei Sekunden unterschritten werden. Derzeit liegt die Taktzeit der Anlage bei rund 2,7 Sekunden pro Hochvoltstecker, was exakt der vorherigen Simulation entspricht, die in enger Zusammenarbeit mit Stäubli Robotics erfolgte. Dass sich das Ergebnis der Simulation hundertprozentig mit der Realität deckt, unterstreicht, wie exakt sich Prozesse – die richtigen Tools vorausgesetzt – heute simulieren lassen. Zudem sieht Eberhard im Feintuning der Anlage vor Ort noch Potenzial für weitere Taktzeitoptimierungen.
