innocat4_news_2013

Teilprojekte 8 | AUSGABE 1 · DEZEMBER 2012 Karosseriebauvorrichtungen sind vorwie- gend starre Konstruktionen, welche auf- grund von Bauteilabweichungen immer wie- der im Zehntelmillimeterbereich eingestellt und nachjustiert werden müssen. Aktuell werden die Vorrichtungen manuell mithilfe von Abstimmblechen (Shims) justiert. Bei diesem sogenannten Shimen werden an den Shimstellen Schrauben gelöst, unterschied- lich starke Shimplättchen zwischen den Be- stimm- bzw. Spannelementen und den Kon- solen per Hand eingelegt oder entfernt und abschließend wieder fixiert. Dieser Vorgang ist sehr zeitaufwendig. Zudem muss die Produktion dabei unterbrochen und in den Anlagenschutzkreis eingedrungen werden. n Flexible Spanner mit neuartigem Antrieb Ziel des Projektes war es, den manuellen Justagevorgang von Karosseriebauvorrich- tungen zu mechanisieren. Die Karosserie- spanner einer Vorrichtung werden nicht wie bisher mit der Grundplatte fest verschraubt, sondern auf Verstellmodule montiert. Mit diesen Verstellmodulen können die Spanner innerhalb eines definierten Arbeitsweges verstellt werden. Die Module sind je nach Justagebedarf der einzelnen Spanner fle- xibel einsetzbar und können miteinander kombiniert werden, sodass der entsprechen- de Spanner auch in zwei oder entlang aller drei Raumachsen verstellt werden kann. Für die Definition spezifischer Anforderun- gen an die Verstellmodule wurden in der Produktion bei der VOLKSWAGEN AG Be- lastungsmessungen an ausgewählten Ka- rosseriebauvorrichtungen durchgeführt. Die Module müssen demnach den Spanner über insgesamt 20 mm mit einer Genauigkeit von 0,05 mm positionieren und im statischen Zustand Prozesslasten bis 2000 N aufneh- men können. Entsprechend dieser Messung und weiteren OEM-spezifischenAnforderun- gen wurden die Justagemodule entwickelt und in zwei Varianten als Horizontalachse sowie Vertikalachse ausgeführt. Bei dem umgesetzten Antriebskonzept wird der Antrieb aus der Vorrichtung ausgelagert, um den Bauraum für die Module möglichst gering zu halten. Das neuartige elektrohy- draulische Antriebssystem wurde von der Firma Ortlinghaus-Werke GmbH entwickelt und ist besonders ressourcenschonend, da es nicht wie eine herkömmliche Hydraulikpum- pe permanent läuft, sondern es wird nur im Falle eines Verstellvorgangs definiert ange- steuert. Zudem können mit diesem Antriebs- system mehrere Verstellmodule angesteuert werden, sodass für eine Vorrichtung mit etwa 12 Spannelementen und bis zu 36 Ver- stellmodulen nur ein Antrieb benötigt wird. Fünf Verstellmodule, davon drei Vertikal- und zwei Horizontalachsen, das eben er- wähnte elektrohydraulische Antriebssystem der Firma Ortlinghaus-Werke GmbH sowie eine entsprechende Steuerung der Firma H&T ProduktionsTechnologie GmbH (ehem. Sibea GmbH) sind in einem Versuchsstand am Fraunhofer IWU umgesetzt. In unter- schiedlichen Steuerungs- und Funktionstests wurden Versuche zu den Steifigkeiten, Stell- genauigkeiten, Verfahrgeschwindigkeiten sowie zur hydraulischen Ansteuerung durch- geführt. Die Bedienung erfolgt über ein Handbediengerät, welches auch als kabel- loses Mobile Panel ausgeführt werden kann. Die Steuerung des Systems ist mit aktuellen Komponenten ausgerüstet, welche auch bei denAutomobilherstellern im Einsatz sind. So kann diese über eine ProfiNet-Schnittstelle mit der Steuerung der Karosseriebauanla- ge gekoppelt werden. Dies ermöglicht die Übertragung einzelner Justagevorgänge auf nachfolgende Vorrichtungen in der Produk- tionslinie. n Mehrwert für den Anwender Der Nutzen liegt vor allem in der Minimie- rung der Reaktions- und Einstellzeiten sowie der stark vereinfachten Justage bei festge- stellten Geometrieabweichungen. Weitere signifikante Vorteile sind die Verkürzung der Anlageninbetriebnahme sowie die au- tomatische Dokumentation der Prozesspa- rameter. Durch die kürzeren Reaktionszeiten ist weniger Nacharbeit nötig und der Aus- schuss wird reduziert. Des Weiteren kann durch die Steigerung der Effizienz pro Bau- teil bis zu 5 % Energie eingespart werden. Das bedeutet eine CO2 -Einsparung im Jahr von ca. 1000t pro Fahrzeugmodell. Somit amortisiert sich das System schätzungsweise bereits nach weniger als einem Jahr. Die entwickelte Vorrichtung zur mechani- sierten Justage bildet die Basis für weitere Automatisierungsschritte. Ergänzt mit ei- nem speziellen Messsystem, welches wäh- rend der Produktion Abweichungen der Bauteilgeometrien detektiert und kombi- niert mit einer softwareunterstützten Jus- tagelogik können die Vorrichtungsjustagen komplett automatisiert werden. n Justage per Knopfdruck Anlagenanlauf automatisieren Bildquelle: Fraunhofer IWU

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