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Ausgewählte Ausgabe: 05-2017 Ansicht: Modernes Layout
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Industrieroboter optimieren Fertigung beim Global Player aus Nordrhein-Westfalen

Im produzierenden Gewerbe kommen Industrieroboter zunehmend zum Einsatz. Vorteile sind hohe Flexibilität, Präzision und Wiederholgenauigkeit bei schnellem Arbeitstempo. Zudem lassen sich mit ihnen oft kompaktere und kostengünstigere Fertigungslinien umsetzen als mit Sondermaschinen. Ein anschauliches Beispiel aus der Praxis liefert Miele mit seinen roboterunterstützten Montagelinien für Waschmaschinen. Die Technik-Manager setzen dabei erfolgreich auf Industrieroboter und Software von ABB.


Das 1899 gegründete Unternehmen gilt als weltweit drittgrößter Produzent von Haushaltsgeräten: Miele unterhält acht Produktionsstandorte in Deutschland sowie je ein Werk in Österreich, Tschechien, China und Rumänien. Der Hauptsitz ist Gütersloh in Nordrhein-Westfalen. Weltweit beschäftigt das in vierter Generation familiengeführte Unternehmen rund 18 000 Mitarbeiter, davon über 10 350 in Deutschland. Allein im Werk Gütersloh laufen täglich um die 5000 Waschmaschinen und Trockner vom Band. Im Geschäftsjahr 2015/2016 erzielte der „Global Player“ einen Umsatz von 3,71 Milliarden Euro. Davon stammen etwa 70 % aus Exporten.

Clinchen: Robotergestützte Montage in der Gehäusefertigung

Bild 1.  Optimal aufeinander abgestimmte Roboter sorgen jederzeit für reproduzierbare Ergebnisse bei der Montage von Waschmaschinengehäusen.

Bild 1.
Optimal aufeinander abgestimmte Roboter sorgen jederzeit für reproduzierbare Ergebnisse bei der Montage von Waschmaschinengehäusen.

Für die Fertigung der Waschmaschinengeneration „W1“ wurden in Gütersloh neue Produktionsanlagen für die Gehäusefertigung und Aggregatvormontage errichtet. Darin übernehmen ABB-Roboter verschiedener Modellreihen unterschiedliche Funktionen, Bild 1: vom Clinchen über das Dosieren bis hin zu komplexen Handhabungsaufgaben. Im Folgenden liegt der Fokus auf der Automatisierung des Montageschrittes mittels „Clinchen“.
Die umformende Verbindungstechnik Clinchen wird oft auch als Toxen, Durchsetzfügen oder Druckfügen bezeichnet. Mit diesem Verfahren lassen sich blanke, vorlackierte oder beschichtete Bleche untereinander sowie auch mit anderen Materialien verbinden. Es beruht auf der plastischen Verformung von Metallen unter hohem Druck in einem Werkzeug – bestehend aus Stempel und Matrize. Unter dem Pressdruck fließt das Material in der Matrize nach unten sowie auch nach außen. Es bildet dabei einen Hinterschnitt, sodass die beiden Bleche einen unlösbaren „Clinch“ eingehen.
Die Anlage für die Gehäusefertigung ist eine Eigenentwicklung der Miele-Abteilung Fertigungstechnik. Sie ist auf hohe Verfügbarkeit und Produktionssicherheit ausgelegt, denn der Vorlauf an Waschmaschinengehäusen beträgt je Schicht nur 100 Stück. „Sollte die Gehäusefertigung mehr als 75 min stillstehen, käme auch die Endmontage zum Erliegen“, erklärt der stellvertretender Leiter Rohbau Michael Pofalla.

Zwei automatisierte Montagelinien – weitere folgen

Zurzeit fertigt Miele die Gehäuse auf zwei identischen Linien. Eine dritte ist im Bau, eine vierte in Planung und soll Mitte 2017 in Betrieb gehen. Dann werden insgesamt 28 ABB-Roboter an der Gehäusefertigung beteiligt sein. Die Fahrweise mit zwei parallelen Linien gewährleistet durch die damit gegebene Redundanz die geforderte kontinuierliche und sichere Versorgung der Endmontage mit Gehäusen. Dies gilt selbst beim Ausfall einzelner Anlagenteile.
Der einzige manuelle Vorgang bei der Gehäusefertigung ist das Bestücken der Werkstückträger zu Beginn der Fertigung – alle Nachfolgeschritte sind voll automatisiert. Zu Beginn des Prozesses stehen zwei an einer Linearachse verfahrbar montierte Portalroboter „IRB 6620LX“. Typische Anwendungen dieses Portalroboters sind die Maschinenbedienung sowie unterschiedliche Handhabungs-, Montage- und Bearbeitungsaufgaben. Bei Miele fügen die Roboter das Gehäuse aus Bodenplatte, Seitenwänden, Halteblechen und Verbindungsleisten durch Clinchen.
„Für die Portallösung haben wir uns aus Platzgründen entschieden“, erläutert Edwin Edenfeld, der bei Miele unter anderem die Roboterprogrammierung verantwortet. „Die Verfahreinheiten können sich kreuzen, ohne dass sie sich gegenseitig behindern.“ Im Anschluss an das von den Portalrobotern ausgeführte Clinchen übernehmen mehrere „IRB 6640“ das Handling der Gehäuse zwischen den anderen Arbeitsstationen sowie das Ausführen zusätzlicher Clinch-Prozesse. Anschließend trägt ein „IRB 2600“ mehrere Heißklebepunkte vor dem Anschrauben der Füße auf. Am Ende der Fertigungsstrecke legt ein Roboter die Gehäuse in einen Aufzug für den Weitertransport zur Endmontage.

Flexible Automationshelfer

Die Aggregatvormontage war die erste Fertigungslinie mit ABB-Robotern. Entworfen und aufgebaut hat sie der Systemintegrator MBB Fertigungstechnik, Beelen (www.mbb-fertigungstechnik.com). Die ABB-Roboter passen hervorragend in das realisierte Konzept: Das Zusammenspiel von Programmierung und Steuerung funktioniert intuitiv; aufgrund der beengten Platzverhältnisse waren Roboter mit kompakter Bauform gefragt. Darüber hinaus war eine hohe Flexibilität eine wichtige Anforderung an die Fertigungsanlage für die Aggregatvormontage. Sie sollte sich einfach für weitere Aggregatgrößen erweitern lassen und für Variantenwechsel sollte kein Umrüsten notwendig sein.
Die 65 m lange Fertigungslinie für die Vormontage ist auf eine Jahreskapazität von eine Millionen Aggregaten ausgelegt. Wie in der Gehäusefertigung, beginnt auch hier der Prozess mit dem manuellen Bestücken. Dazu legt ein Mitarbeiter die notwendigen Teile auf eine Transportpalette, die anschließend automatisch zu drei Montagezellen fährt. Insgesamt sorgen hier 21 ABB-Roboter für die erforderliche Präzision beim Schrauben, Fügen, Montieren und Handhaben der für die Aggregate nötigen Komponenten. Dazu zählen unter anderem das Lagerkreuz, die Innentrommel, der Laugenbehälter als wasserführendes Bauteil, der Antriebsmotor mit Riemen, schwingende Teile sowie ein Wellendichtring. Die Qualität und Langlebigkeit der Waschmaschinen hängt im Wesentlichen von der Genauigkeit beim Montieren der einzelnen Baugruppen sowie Komponenten der Aggregate ab.

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Autoren

Dipl.-Ing. Hans P. Fritsche

Journalist und freier Mitarbeiter bei der Agentur M+K medien+kommunikation in Gernsheim.

Spitzentechnologie...

... mit Anspruch

Mit  dem  Namen  Miele  verbinden  Kunden  weltweit  Maschinen  und Geräte  für  Haushalte  oder  Gewerbebetriebe.  Sie  erwarten  Hightech, Langlebigkeit  und  Effizienz.  Im  häuslichen  Bereich  umfasst  die Produktpalette  neben  Waschmaschinen  und  Wäschetrocknern  auch Geschirrspüler  und  reicht  über  innovative  Hightech-Lösungen  zum Kochen, Backen, Dampfgaren, Kaffeebereitung, Kühlen und Gefrieren bis  hin  zur  Bodenpflege.  Im  industriellen  und  gewerblichen  Bereich sind es kunden- oder anwendungsspezifische Hochleistungsvarianten der Geschirrspüler, Waschmaschinen und Wäschetrockner.
Miele & Cie. KG, Carl-Miele-Str. 29, 33332 Gütersloh, Tel. 05241 / 89-0, Fax -2090, E-Mail: info@miele.de, Internet: www.miele.de

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