Die Aufgabe

Fall 03.01: Rollen und Kugellagermontage CAST

Die Firma CAST fertigt hochwertige Komponenten für die Licht, Bühnen und Medientechnik. In Ihrem Sortiment führt Sie auch Bühnenlenkrollen und Räder. Die Firma cast bietet die Rollen und Räder in diversen Ausführungen und Materialien an. Der Radtyp wird individuell für den Kunden nach der geforderten Tragfähigkeit, den Untergrund, und weiteren individuellen Rolleigenschaften zusammengebaut. Das Rad besteht aus einer Lauffläche, einem Radkörper und einem Radlager mit Achslager. Je nach gewünschter Laufeigenschaft können Gleit-, Rollen-, oder Kugellager eingebaut werden. Abhängig vom Material der Lauffläche verändert sich die Laufeigenschaft des Rads. Diese Komponenten wurden von den Mitarbeitern in Kleinststückzahlen bis dato mittels einer manuellen Presse montiert. Das große Sortiment an Kombinationsmöglichkeiten in der Montage, wahlweise mit einem oder weiterer Kugellager erforderte unterschiedliche Montagekräfte und zahlreiche Werkzeuge. Der manuelle Umrüstaufwand war sehr groß, die Arbeiten konnten nur von wenigen Spezialisten durchgeführt werden. Das kollidierte oftmals mit den Kapazitäten der Facharbeiter im Unternehmen. Es galt Toleranzen zu prüfen, damit die zu verpressenden Teile, wie z.B.: die Polyamidfelge Prozesssicher montiert und verpresst werden. Damit aber auch Rollen und Kugellager bei den vorliegenden Fertigungstoleranzen der beteiligten Komponenten nicht durch den eigentlichen Pressvorgang beschädigt werden, galt es auch die Presskräfte und den Weg der Presse zu überwachen. Nur so könnte eine Verbesserung und durchgehende Qualität der Bauteile erreicht werden. Die Arbeiten sollten ohne Bindung von Facharbeitern am besten komplett mannlos montiert werden. Um das Personal hinsichtlich der Ergonomie zu unterstützen, und eine kontinuierliche Qualitätskontrolle zu realisieren entschied man sich für den Einsatz eines Leichtbauroboters (Cobot).

Die Lösung

Durch den Einsatz eines UR10e werden nun die Fertigteile vollautomatisch zusammenmontiert und verpresst. Es wurde eine neue pneumatische Kniehebelpresse mit Kraft-Weg Überwachung angeschafft. Die Auswertung der Presse in den Programmierablauf des Roboters eingebunden. Der Roboter wurde auf einem mobilen Roboterwagen mit Materialschubladen platziert. Der Wagen kann somit bei anderer Nutzung der Kniehebelpresse vom Pressenarbeitsplatz entfernt werden. Die Ausrichtung und Arretierung des mobilen Roboterwagens zum Arbeitstisch hin wurde über eine Dockingstation ermöglicht.

Der Kunde wählt den jeweiligen Artikel und die gewünschte Anzahl der zu fertigende Bauteile aus. Die Kugellager, Rollen und Laufräder werden entsprechend in den Warenträgern und den Materialschubladen bestückt. Das passende Pressenwerkzeug Werkzeuglos durch Schnellwechselsysteme eingesetzt. Diese Arbeiten können nun von jedem Mitarbeiter/ in durchgeführt werden. In der Artikelverwaltung wurde die Montagefolge und auch die Montagevarianten hinterlegt. Ebenso die Toleranzfenster mit denen diese Bauteilkombinationen verpresst werden dürfen. Heute werden damit nicht passende Bauteile oder falsch gefertigte Bauteile erkannt, und vom Roboter aussortiert. Nur i.O-gefertigte Baugruppen werden auf das Fertigteil Transportband abgelegt. Die komplette Montage erfolgt damit mannlos. Je nach vorgewählter Stückzahl kann das bereits eine halbe oder eine ganze Schicht sein.

Die Durchlaufzeit zur Fertigung dieser Teile konnte verkürzt werden, und die Qualität durchgehend verbessert werden.

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