Im Rahmen einer Kapazitätsaufstockung hat Volkswagen entschieden einen neuen Weg für die Gelenkwellenfertigung einzuschlagen. Bedingt durch eine immer weiter steigende Variantenvielfalt sollte die neue Anlage flexibel ausgelegt sein, sodass das 43-teilige Bauteilspektrum nahezu rüstfrei mit einem insgesamt 30% schnelleren Linientakt gefertigt werden kann. Gleichzeitig musste im Footprint deutlich eingespart werden.

Im Bereich Weichdrehen war die Aufgabe zu erfüllen die Gelenkwellen in der Mitte innerhalb von 32s freizudrehen. Den Planern wurde sehr schnell bewusst, dass das aktuelle Maschinenkonzept, bestehend aus 2 Maschinen inkl. Portallader, nicht geeignet war, die Anforderungen zu erfüllen. Die Wahl fiel daher auf das im Werk bereits etablierte horizontale Maschinenkonzept H200, welches sich ideal in Fertigungslinien einbinden lässt.

Mit dem Modulbaukasten der H200 ist es uns gelungen, die Maschine mit 2 verfahrbaren Spindeln, 2 Revolvern und einer Lünette so auszustatten, dass das geforderte Teilespektrum (Länge von 300-800mm Durchmesser 24,5-34mm) abgedeckt werden konnte und die Bearbeitungszeit mit einer Maschine realisierbar war.

Die geforderte Rüstfreiheit in Kombination mit dem gegebenen Bauteilspektrum stellte uns vor größere Herausforderungen, sodass wir unser neuestes DVS-Gruppenmitglied RBC Robotics bereits in der Angebotsphase eingebunden haben. Durch das Know-how von RBC konnte dem Kunden eine komplett rüstfreie Automation angeboten werden. Zum Rüsten der Anlage ist lediglich ein Spannzangenwechsel und eine Programmanwahl notwendig (Rüstzeit ≤10min.). Die Automation ist in zwei Zellen aufgeteilt. Die erste Zelle ist mit einem Roboter mit Magnetgreifer ausgestattet. Dort kommen die im Durchmesser geschälten und gesägten Werkstücke in Rohteilbehältern an, sind in der Länge grob orientiert und die Werkstücke liegen direkt aufeinander. Die Werkstücke werden aus dem Rohbehälter im „Bin Picking Verfahren“ entnommen und anschließend auf den Wellenstufenvereinzeler abgelegt. Dort werden die Werkstücke zentriert, vereinzelt und mit einer Vorrichtung in der Länge vermessen, um Fehlteileinbringung zu vermeiden. Anschließend übernimmt die zweite Roboterzelle die Arbeit. Diese greift das Rohteil und fährt in die extra tiefgezogene Ladeluke der Maschine ein. Dadurch ist eine sehr kurze Distanz zur Werkstückwechselposition in der Maschine gegeben. Nach der Bearbeitung führt der Roboter binnen 12s mit Hilfe eines Doppelgreifers einen schnellen Roh-Fertigteilwechsel durch. Durch das Spannkonzept der Maschine ist die Positioniergenauigkeit des Roboters von 0,1mm dabei ausreichend. Die Fertigteile werden im Anschluss auf das Prismenumlaufband gelegt. Ab diesem Zeitpunkt übernimmt die erste Roboterzelle wieder die Arbeit indem sie die ankommenden Fertigteile mit dem Magnetgreifer orientiert in den Fertigteilbehälter ablegt.

Um eine reibungslose Kommunikation zwischen Automation und die Maschine zu gewährleisten, wurde auf die aktuelle VDMA Schnittstelle zurückgegriffen.

Durch das Verbinden des Automatisierungs-Know-how von RBC und das Maschinenbau-Know-how von WMZ konnte bei Volkswagen eine sehr effiziente, flexible und anforderungsgerechte DVS-Komplettlösung mit folgenden Eigenschaften dargeboten werden:

• 30% effizienter ist als die vorhandenen Anlagen
• Voll automatisiert mit Bin Picking Verfahren & rüstfrei bei 43 Bauteilvarianten
• Minimaler Rüstaufwand (≤) für die Maschine
• Voll integriert in den bestehenden Linientakt
• Vorbereitet für zukünftige I4.0-Anwendungen