Ultraschall-Nieten: Türverkleidungen für den Lamborghini

Wenn es bei der Produktion von Türverkleidungen nicht auf die Taktzeit ankommt, sondern auf die Flexibilität und die Kosten der Anlage, dann können auch mal zwei Roboterarme mit je zwei Wechselkopfwerkzeugen einen Nietpin nach dem anderen bearbeiten. Anlagen dieser Art sind besonders bei Produkten mit hoher Variantenvielfalt oder niedrigen Stückzahlen rentabel.

Bei Autos der Premium-Klasse werden deutlich geringere Stückzahlen produziert als bei Wagen aus der Mittelklasse. Dementsprechend müssen die Teile auch nicht in kurzen Zykluszeiten oder im Takt des Spritzgussprozesses gefertigt werden. Mit zehn bis zwölf Minuten bei 55 bis 60 Nietstellen pro Türverkleidung ist der Kunde völlig zufrieden, denn ihm kommt es auf etwas anderes an: Er möchte eine Fertigungszelle, die sich leicht auf verschiedene Varianten oder später einmal auf Nachfolgemodelle umrüsten lässt – und das zu einem guten Preis. Für diese Fälle bieten sich Roboterzellen mit integrierten Wechselköpfen für unterschiedliche Nietgeometrien und einer austauschbaren Bauteilaufnahme mit Schwenkrahmen an.

Der Vorteil dieses innovativen Maschinenkonzeptes liegt darin, dass über Änderungen im Programm und den Wechsel der Schweiß- und Aufnahmewerkzeuge relativ einfach und ohne hohe Folgekosten andere oder neue Varianten der Türverkleidung gefertigt werden können. Somit erreicht der Kunde eine hohe Flexibilität. SONOTRONIC hat sich die Kompetenz und das Know-how erarbeitet, die 6-Achs-Knickarmroboter von ABB selbst zu programmieren, sodass beispielsweise auch kurzfristige Änderungen der Nietgeometrie im Bauteil kein Problem darstellen.

Bei dem Projekt ging es konkret um die vier Türverkleidungen für den neuen Lamborghini SUV Modell URUS, also jeweils vorne und hinten, links und rechts. Alle vier Türen bestehen aus mehreren Bauteilen, Zierleisten und einem Lautsprechergitter. Hierfür wurde eine komplett eingehauste Zelle mit zwei ABB 6-Achs-Knickarmrobotern, vier Ultraschall-Wechselwerkzeugen und vier auf einem schwenkbaren Rahmen montierten Bauteilaufnahmen mit integrierter Bauteilabfrage zur Variantenerkennung erstellt.

Der Werker wählt im Programm aus, welche beiden Türen produziert werden sollen und die Anlage positioniert die Schwenkrahmenaufnahme entsprechend. Anschließend steckt er die Bauteile der Türverkleidungen in der Werkstückaufnahme zusammen und startet die Anlage. Über das Programm nimmt ein Roboterarm ein Ultraschall-Werkzeug auf und fährt die entsprechenden Nietpunkte an. Nachdem alle Nietpins mit der einen Kontur bearbeitet wurden, wechselt der Roboter automatisch auf das nächste Werkzeug und fährt die restlichen Nietpins an. Es gibt für jede Seite der Tür jeweils ein Rundniet- und ein Rechtecknietwerkzeug. Jeder Roboterarm bearbeitet nur die Türverkleidung auf seiner Seite, da es sonst zu Kollisionen kommen würde. Bis beide Türen fertig sind und der Werker sie wieder entnehmen kann, sind insgesamt 20 Minuten vergangen.

Im Vergleich mit unseren konventionellen Anlagen, die viele Ultraschall-Einheiten enthalten, um durch das gleichzeitige Vernieten von möglichst vielen Pins eine kurze Taktzeit zu erreichen, kann man hier durchaus von einer gemütlichen Produktion sprechen – bezogen auf die Anlage – der Werker füllt die Zeit sicher sinnvoll aus.

Stand: 30.11.2018

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