Am 4-Stationen-Drehtisch verschweißen drei Roboter die Mantelrohr-Schaltermodule. In Station 1

Am 4-Stationen-Drehtisch verschweißen drei Roboter die Mantelrohr-Schaltermodule. In Station 1 werden die Teile eingelegt und entnommen. (Bild: Reis Robotics)

Stephan H. Gursky

Obernburg (rm). Das PVT-Portfolio reicht von Handschuhkästen und Instrumentenverkleidungen über Türverkleidungen und Mittelkonsolen bis hin zu Lenksäulenverkleidungen und anderen Kunststoffteilen. Im Werk entstehen nicht nur Einzelkomponenten, sondern Lösungsmodule, beginnend beim Spritzguss über das Beflocken und Kaschieren bis zum Hinterspritzen und Hinterschäumen und einer Teilmontage.

Für Daimler wird die Abdeckungen des Mantelrohr-Schaltermoduls gefertigt. Dieses Modul deckt einen Teil der verstellbaren Lenksäule ab und besteht aus der Verbindung von zwei Formteilen und einem handgenähten Ledersack. Eine Herausforderung für PVT war es, diese Abdeckungen für unterschiedliche Modelle auf nur einer Anlage zu produzieren.

Wegen der zwar ähnlichen, aber dennoch unterschiedlichen Abdeckungen suchte man eine robotergestützte Lösung und wurde, ebenso wie bereits in der Vergangenheit bei Reis Robotics fündig. Von dort hat PVT bereits automatisierte Laserschneidzellen, Beflockroboter und Flockreinigungszellen,bezogen. Gemeinsam musste nicht nur der neue Prozess genau definiert, sondern auch ein 4-Stationen Drehtisch für eine taktende Fertigung so konzipiert werden, dass verschiedene Schaltermodule mit geringem Umbauaufwand gefertigt werden können.

Die Spritzguss-Formteile müssen dazu per Ultraschallschweißen lichtdicht mit dem Ledersack verbunden werden. Drei 6-Achsen-Roboter RV 20-16 führen dazu etliche Aufgaben aus. Über eine Reihe von Kunststoff-Domen werden die Säcke im ersten Schritt auf dem Formteil positioniert.

In der ersten von drei Stationen des Drehtischs ist der Roboter mit einer Rund-Sonotrode ausgestattet, um diese Dome aufzuschmelzen und zu verschweißen. In den beiden Folgestationen werden die Ledersäcke mit rechteckigen 30 kHz- Sonotroden flächig über eine Riffelung mit den Formteilen verschweißt. Dazu ist der Roboter mit zwei unterschiedlich  dimensionierten Sonotroden ausgerüstet, die nach Bedarf eingesetzt werden.

Um eine hohe Genauigkeit und Haltbarkeit der Schweißverbindung zu erzielen, werden modellspezifische, CAD-gefräste Vorrichtungen eingesetzt, die als Widerlager beim Schweißen dienen. Eine Besonderheit dieser Vorrichtungen von Reis ist eine spezielle Oberflächenbehandlung, die Abzeichnungen auf den Bauteilen verhindert und  gleichzeitig gegen Verschleiß schützt.

Da der Roboterarm Konturen folgen kann, werden Rahmen und Ledersack auch an den gerundeten Ecken komplett verschweißt. Das ist mit einer stationären US – Schweißanlage kaum möglich. Um eine einwandfreie Schweißung sicherzustellen, wird jede Sonotrode beim Schweißvorgang durch Blasluftdüsen gekühlt.

Die Schweißsonotroden sind auf einer pneumatischen Hubeinheit montiert. Auf diese Weise kann während des gesamten Schweißvorgangs der unterschiedlichen Kunststoffe abhängig von Modell und Material der richtige Anpressdruck aufgebaut und gehalten werden. In der vierten Station des Drehtischs erfolgen dann Einlegen und Entnahme des Werkstücks.

Die Rüstzeiten beim Modellwechsel sind kurz, denn die unterschiedlichen Vorrichtungen sind als Wechselmodule ausgelegt und tragen entsprechende Codierungen, so dass der Roboter deren Wechsel automatisch erkennt und das zugehörige Programm startet.

Im Vergleich mit Fertigungslösungen, die jeweils nur ein Produkt herstellen können, sind die Anfangsinvestitionen für eine Roboterlösung zunächst etwas höher. Dafür kann PVT aber flexibel auf andere Aufträge reagieren.

Jedenfalls ist PVT bisher mit den Reis-Robotern zufrieden: Seit der Einführung der Fertigung für das Mantelrohr-Schaltermodul gab es keinen Ausfall – und das bei einem 3-Schichtbetrieb.