Fertigungsautomatisierung 4 | 15

Wo dosierte Kräfte sinnvoll walten

ABB-Roboter reagieren automatisch auf beliebig wechselnde Produktvarianten

Rotoren für Aufzugsmotoren gibt es nicht von der Stange. Stattdessen müssen sie in vielfältigen spezifischen Ausstattungsvarianten hergestellt werden. Gut, wenn dann die Fertigungslinie die Varianten automatisch identifiziert und fehlerfrei bearbeitet. In einer von der Main-Automation GmbH für die ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH gebauten Anlage erledigen vier IRB 6640 und ein IRB 6650S von ABB diesen anspruchsvollen Job.

Moderne Aufzugsanlagen sind mit wartungsfreien und effizient arbeitenden Antrieben ausgestattet. Bei der ThyssenKrupp Aufzugswerke GmbH (TKAW) werden, je nach Auslegung einer Aufzugsanlage, die passenden Antriebe oder Aufzugsmaschinen gefertigt. Zum Großteil kommen hier sogenannte Synchronmaschinen zum Einsatz, die im Wesentlichen aus einem passiven Teil, dem Stator, und einem aktiven Teil, einer gelagerten Rotor-Welle-Einheit, bestehen.

Je nach Bauart und Ausführung des Motors werden in der Montage verschiedene, mit Permanentmagneten bestückte Rotoren benötigt, die sich in ihrer Baulänge und ihrem Durchmesser unterscheiden und mit unterschiedlichen Magnetschalen bestückt werden müssen. Die sich daraus ergebende Variantenvielfalt an zu fertigenden Rotoren soll auf zwei redundanten Fertigungslinien bei TKAW möglichst effizient und kostengünstig produziert werden.

„Um dieser Anforderung zu entsprechen, hat unser Team für ThyssenKrupp eine Produktionsanlage konzipiert, die auf zwei identischen Linien bis zu 21 Varianten des Rotors in beliebiger Reihenfolge fertigt. Sogar Losgröße eins ist kein Problem“, sagt Bernhard Fries, Projektleiter bei Main-Automation.

Anspruchsvoller Klebeprozess

In beiden Linien sind je zwei Industrieroboter des Typs IRB 6640 am Werk. Ein Roboter handhabt die zu klebenden Rotornaben, der andere die zugehörigen Montagehilfen, welche für den Magnet-Fügevorgang benötigt werden. Zunächst werden die mit Magneten bestückten Montagehilfen unter einem Applikator mit einer definierten Menge Klebstoff benetzt. In einer Fügestation werden dann die Magnete auf die zuvor für den Klebeprozess vorbereiteten Rotornaben aufgebracht. Die fertig aufgebauten Rotoren werden anschließend einer Reinigung und Lackierung unterzogen.

Am Ende der Produktion wartet ein auf einer Linearachse montierter IRB 6650S auf die in beiden Linien gefertigten Rotoren und lagert diese in ein großzügig dimensioniertes Rotorenlager ein. Über eine kleine Ausförderstrecke können die benötigten Rotoren für die Endmontage des Motors angefordert und ausgelagert werden.

„Die Produktionsanlage fertigt auf zwei identischen Linien bis zu 21 Varianten des Rotors in beliebiger Reihenfolge. Sogar Losgröße eins ist kein Problem.“

Rotoren per Laser identifiziert

Der IRB 6640 glänzt in der Fertigungsanlage nicht nur durch seine Präzision, sondern vor allem durch seine Flexibilität. Noch vor der eigentlichen Rotorenfertigung vermisst der Roboter zunächst die Rotornaben mittels eines am Handflansch montierten Laserscanners. Anschließend vergleicht das Programm die Messwerte mit den in der Bibliothek hinterlegten Daten und identifiziert den Rotor eindeutig. Die Identifikation durch den Roboter ist sehr sicher und vermeidet Fehler. Zudem ist die Programmierung komfortabel und schnell. Weil in der Bibliothek die Spezifikationen für den Komplettrotor hinterlegt sind, weiß die Anlage nach der Identifikation des Typs durch den Roboter genau, welche Vorrichtungen, Stoff- oder Materialmengen und Verarbeitungszeiten zu wählen sind.

„In diesem Projekt hat alles gepasst. Die Technik stimmt und die Zusammenarbeit mit ABB war immer konstruktiv – auch dann, wenn wir gemeinsam einmal schwierigere Fragen zu bearbeiten hatten“, sagt Bernhard Fries. „Wir haben die Anlage gemeinsam mit ABB voll im Zeitplan errichtet. Im Herbst 2014 wurde sie bei ThyssenKrupp in Betrieb genommen.“

Projektleiter Bernhard Fries und sein Team haben eine anspruchsvolle Aufgabe gelöst.