Beim Tier-1-Automobilzulieferer Sodecia zählt jede Sekunde

Bilder: KUKA

Das Bedürfnis nach Geschwindigkeit ist in der Welt der Tier-1-Zulieferer der Automobilindustrie immer noch lebendig. Fragen Sie einfach Rob Remillard, technischer Leiter im Global Technology and Automation Centre (GTAC) von Sodecia in London, Ontario. Er und sein Team liefern die gesamte Teilemontage- und Teilehandhabungsautomatisierungsausrüstung für die 48 weltweiten Werke des Unternehmens, die Baugruppen für alle großen Automobilhersteller produzieren.

Bei Geschwindigkeit geht es jedoch nicht immer um kürzere Zykluszeiten. In Remillards Welt hängt die Geschwindigkeit oft mit der Reaktionszeit der Roboterbeschleunigung/-verzögerung zusammen: im Grunde damit, wie schnell ein Roboter startet und stoppt. Tatsächlich spielte diese Start-/Stopp-Reaktion eine entscheidende Rolle in einem der jüngsten Projekte von GTAC und war ein entscheidender Faktor im Roboterauswahlprozess des Unternehmens.

Zu den Kernkompetenzen von Sodecia gehören die Safety and Mobility Group, die Komponenten wie Höhenversteller für Sicherheitsgurte und Fahrzeugquerträger herstellt, sowie die BIW Group, die Rahmenschienen, Schweller, Bodenbleche und mehr herstellt. Mittlerweile fertigt das Unternehmen diese kompletten Fahrzeugbodengruppen für Rohkarosseriebaugruppen und führt alle notwendigen Bearbeitungen durch, vom Stanzen und Schweißen bis hin zum Versiegeln und Veredeln.

Bei solchen Projekten beginnt GTAC mit den erforderlichen Mengen/Jahresmengen und allen anderen Teiledaten. GTAC ermittelt dann, wie alle Prozesse am besten automatisiert werden können, um die Teile so schnell und effizient wie möglich herzustellen. Beispielsweise kann ein Teil ein Volumen von 196.000 Einheiten pro Jahr haben, sodass die Werkstatt dann von dieser Produktionszahl aus rückwärts arbeitet, um zu bestimmen, wie viele Teile sie während eines Dreischichtbetriebs produzieren muss.

„Wir ermitteln dann, wie viele Roboter nötig sind, um in dieser Zeit alle Prozesse am Teil zu erledigen“, erklärt Remillard. „Wie viele werden benötigt, um zu schweißen und das gesamte Dichtmittel aufzutragen, wie viele Teile kann ein Bediener in dieser Zeit laden und so weiter.“ Wir werden einen Prozess mit der minimalen Anzahl an Robotern, Bedienstationen und anderen Systemen entwickeln und die Automatisierung so schnell wie nötig ausführen, um die Zielzykluszeit einzuhalten.“

Das aktuelle Fahrzeugbodenblechprojekt von GTAC ist recht umfangreich und in vier Phasen und sechs Hauptzellen unterteilt. Jede Zelle nutzt acht Roboter, zwei Entladeroboterzellen und neun Roboter für die Untermontage und andere verschiedene Aufgaben. Die jüngste Phase des Projekts umfasst zwei Hauptzellen und acht Roboter zum Punktschweißen, Dichtmittel- und Bolzenschweißen. Jede Pfanne erfordert etwa 700 Schweißnähte.

Laut Remillard sind Reaktionszeit, Positionierungsgenauigkeit und Geschwindigkeit die Hauptgründe, warum GTAC sich für die von ihnen eingesetzten Roboter entschieden hat. Tatsächlich führte er auf der Grundlage der Dokumentation eine Studie über mehrere Roboter-OEMs durch und holte dann die drei Finalisten-Roboter ins Haus, um sie direkt mit den Marken zu vergleichen. Für das Bodenblechprojekt wählten sie Roboter von KUKA Robotics.

„Wenn wir in unserem Geschäft eine Schweißung nach der anderen mit kleinen Bewegungen dazwischen schweißen, ist die Beschleunigungs-/Verzögerungsreaktionszeit von KUKA außergewöhnlich schnell, sie liegt im Millisekundenbereich, ebenso wie die Positionierer. Dadurch sparen wir pro Teil erheblich Zeit, allein bei der Signalreaktionszeit, und die Signalverarbeitungszeit des Roboters beträgt ein Fünfzigstel der Zeit der Konkurrenz.“

Remillard führte weiter aus, dass das Problem bei schlanken, weniger robusten Robotern mit der Nutzlast zu tun habe. In der Bodenwanne bewegt GTAC Lasten bis zu 210 kg, daher müssen seine Roboter so gebaut sein, dass sie so viel Gewicht problemlos bewegen können, ohne durch die damit verbundenen Trägheitskräfte beeinträchtigt zu werden, die durch schnelles, abruptes Stoppen und Starten entstehen. „Bei KUKA gibt es kaum Zeit zum Hochfahren oder zum Stillstand. Sie tun es praktisch augenblicklich“, sagte er.

Das Steuerungssystem der Roboter war ein weiterer Faktor im Entscheidungsprozess von Remillard. Sein weit offenes Design passt zu den Bedürfnissen von GTAC. Dadurch kann GTAC alle verfügbaren Funktionen nutzen und viele Vorgänge selbstständig und ohne Unterstützung des Anbieters ausführen. Darüber hinaus ermöglichen Plug-and-Play-Pakete wie Spot-Ready-Systeme [KUKA ready2_spot] und Arc-Ready-Systeme [KUKA ready2_arc] der Werkstatt, die Roboter in ihre automatisierten Zellen zu integrieren, ohne eigene Schweißpistolen montieren oder andere Komponenten integrieren zu müssen.

In der Bodenwanne sind zu den KUKA-Robotern die Modelle KR 30 IONTEC und KR 210 QUANTEC sowie die Positionierer KP1 und KP3 gehören. Der Produktionsprozess beginnt, wenn die Bediener den KUKA KP3-Positionierer mit Bodenplattenabschnitten beladen. Die Positionierer bringen die Teile in die Zelle, wo mehrere Roboter punktschweißen und Klebstoff auftragen. Nach Abschluss des Schweißvorgangs bewegt ein Roboter die Baugruppe zu einer Sockelstation zum Bolzenschweißen mit Hubzündung. In einem einzigartigen Vorgang innerhalb der Zelle übergibt ein KUKA-Roboter eine Baugruppe an einen anderen Roboter.

Zu den Kunden von GTAC gehören alle Automobilproduktionsstätten von Sodecia, das Unternehmen bietet seine Engineering- und Integrationsdienstleistungen mittlerweile aber auch anderen Kunden außerhalb der Automobilbranche in anderen Märkten an. Ein solcher Sektor ist die Agrarindustrie.

„Für uns bei GTAC und weil wir am Anfang stehen und im Grunde noch viel interne Arbeit leisten, besteht unser Ziel am Ende des Tages nicht nur darin, einen Prozess zu entwickeln, der funktioniert, sondern unsere Kunden besser, effizienter zu machen, und kostengünstiger“, sagte Remillard. „Ob Sodecia oder ein neuer externer Kunde, sie kommen zu uns mit dem Bedarf, ein Teil herzustellen, und während einige Integratoren das Nötigste bieten, wenn es um einen Prozess zur Herstellung dieses Teils geht, sind wir nicht so. GTAC hat in allen Bereichen Maßstäbe gesetzt und wendet alles an, was wir aus vergangenen Projekten gelernt haben.“

KUKA Robotics, www.kuka.com

Sodecia, www.sodecia.com