Bystronic hat eine linear aufgebaute Montagestraße zum Kreis gebogen. Das senkt die Produktionszeit

Bystronic hat eine linear aufgebaute Montagestraße zum Kreis gebogen. Das senkt die Produktionszeit um 45 %. - Bild: Bystronic

Im Rahmen des 'Deutschen Montagekongresses‘ ist in diesem Jahr bereits zum vierten Mal die 'Beste Montage-Idee‘ gekürt worden. Produktion berichtet als Medienpartner des Kongresses exklusiv über die Gewinner.

Platz 3 belegte die Audi AG mit dem kooperierenden Roboter 'PART 4you‘, der Montagemitarbeitern zur richtigen Zeit das richtige Bauteil in optimaler Position reicht. Den zweiten Platz erreichte die Alfred Kärcher GmbH & Co. KG mit einer neuen Montagelinie für Schwersaugmaschinen, die Elemente von Industrie 4.0 nutzt. Als Sieger ging die Bystronic Laser AG aus dem Wettbewerb. Mit einer Montage, die nun nicht mehr linear, sondern im Kreis aufgebaut ist, konnte das Unternehmen die Produktionszeit um bis zu 45 % senken.

Grundsätzlich wählen Mitglieder des Kongress-Fachbeirats im Vorfeld die innovativsten Einsendungen aus. Diese werden auf dem Kongress kurz präsentiert. Das gesamte Auditorium stimmt dann über die Gewinner ab, sodass der Praxisbezug gewährleistet ist.

1. Platz: Bystronic

In der Elektronikmontage am Schweizer Hauptstandort Niederönz fertigt Bystronic die PC-Bedienelemente ihrer Laser- und Wasserstrahlschneidanlagen nach dem Lean-Prinzip. Dazu wurde eine vormals linear aufgebaute Montagestraße einfach zu einem Kreis gebogen. Damit vereinfachen die Elektronikmonteure komplizierte Montageabläufe und verkürzen lange Laufwege, denn im Kreis ist alles griffbereit.

In der Kreismontage arbeiten bei Bystronic ein bis zwei Elektronikmonteure, die bis zu zehn PCs gleichzeitig aufbauen können. In einem Vorbereitungsschritt befüllen sie die zehn Montagestationen mit Teilen und vormontierten Baugruppen. Danach setzen sie die PCs in einzelnen Arbeitsschritten zusammen und führen im letzten Arbeitsschritt einen Funktionstest durch. Per Knopfdruck drehen die Monteure den Kreis vorwärts, um die nächste Einheit zu bearbeiten. Alle nötigen Werkzeuge sind direkt am Arbeitsplatz oder an Aufhängungen über dem Kreis angebracht: Ein Griff nach oben genügt, schon hat der Monteur den richtigen Schrauber zur Hand.

2. Platz: Alfred Kärcher

Ein und dasselbe Produkt in bis zu 30 000 Varianten wirtschaftlich zu fertigen – mit dieser Herausforderung ist Kärcher in der Montage von Scheuersaugmaschinen konfrontiert. Die Antwort ist ein neues Fertigungskonzept, das Elemente von Industrie 4.0 nutzt. Ausgangspunkt für jeden Fertigungsauftrag ist die vom Kunden selbst konfigurierte Maschine. Diese Bestellung wird im Logistikzentrum als Kundenauftrag angelegt und in einen Montageauftrag gewandelt. Jeder Montageauftrag erhält einen QR-Code. Beim Einscannen des Codes werden die Auftragsdaten der bestellten Maschine auf einen RFID-Tag übertragen. Dieser wird an einem Montagewagen angebracht. In diesem fahrbaren Gestell ist der Frisch- und Schmutzwassertank der Maschine bereits eingespannt. Der Mitarbeiter schiebt nun den Wagen entlang der Montagelinie und montiert am Tank in einer definierten Reihenfolge die nächsten Bauteile. Hierfür werden mehrere Stationen durchfahren, an denen Bauteile und Befestigungsmaterial in Boxen bereit liegen. Der RFID-Tag kommuniziert dabei direkt mit dem Regalsystem in der Linie und aktiviert ein Pick-by-light-System. Dieses zeigt an jeder Station an, welche Teile für die Montage der gerade zu produzierenden Maschinenvariante benötigt werden und in welcher Box sie sich befinden. Über Monitore wird außerdem eine Montageanleitung gezeigt.

Intelligente Steuerung wird möglich

Letztlich ermöglicht das neue System auch eine intelligente Steuerung des Prüfstands. Die im RFID-Tag enthaltene Konfiguration der Maschine wird abgerufen und ein passender Prüfplan erstellt. Ein weiteres Steuerungssystem in der Linie ist ein Andon-System für Visual Management. Es ist mit dem Pick-by-light-System verlinkt und behält die Taktung im Blick. Für den Mitarbeiter sichtbar, läuft an einem Monitor ein Timer mit der Taktzeit für den jeweiligen Arbeitsschritt. Das Andon-System gleicht die vorgegebene Zeit mit dem Pick-by-light-System ab und weiß so, ob der Aufbau der Maschine im Takt ist. Abweichungen werden auf einem zentralen Monitor angezeigt. So kann der Schichtführer sehen, ob alles im Takt läuft und bei Problemen eingreifen. Auch der Werker selbst kann über den Monitor Hilfe anfordern.

3. Platz: Audi

In der A4/A5/Q5-Montage am Audi-Stammwerk in Ingolstadt sollten die Mitarbeiter von nicht-wertschöpfenden und unergonomischen Tätigkeiten entlastet werden. Ein weiteres Ziel war es, die Montagemitarbeiter bei der Beherrschung der zunehmenden Komplexität zu unterstützen. Die Lösung bietet ein kooperierender Roboter, der ausgestattet mit einem sicheren Sensor-/Greifer-Modul ungeordnete Bauteile direkt aus dem Ladungsträger entnehmen kann ('Griff in die Kiste‘). Es handelt sich dabei um die erste Mensch-Roboter-Kooperation, die im Volkswagen-Konzern in der Endmontage zum Einsatz kommt.

Der Roboter arbeitet Hand in Hand mit den Menschen an der Montagelinie – ohne Sicherheitsabsperrung und ideal angepasst an den Arbeitstakt des Mitarbeiters. Er reicht das richtige Bauteil zur richtigen Zeit in der optimalen Position. Dies erleichtert die Arbeit in der Fertigung und verbessert die Ergonomie. "Dank einer weichen Schutzhaut mit integrierter Sicherheits-Sensorik besteht keine Gefahr für den Mitarbeiter“, erklärt Johann Hegel, Leiter Technologieentwicklung Montagen bei Audi. Weil das System die Sicherheitsvorgaben für kooperierende Robotersysteme erfüllt, hat es das entsprechende Zertifikat der Berufsgenossenschaft erhalten.

Kooperation zwischen Mensch und Roboter

Für die Mitarbeiter der A4/A5/Q5-Montage bedeutet die direkte Kooperation zwischen Mensch und Roboter Erleichterung: Bislang mussten sie sich in Materialboxen beugen, um die Kühlmittelausgleichsbehälter zu greifen. Ein auf den ersten Blick einfacher Arbeitsschritt, der bei häufiger Wiederholung schnell zu Rückenbeschwerden führen kann. Diesen Arbeitsumfang übernimmt nun der Roboter, intern als 'PART4you‘ (Produktions Assistent reicht Teil) bezeichnet. Er ist mit einer Kamera sowie einem integrierten Saugnapf ausgestattet. Damit holt er Bauteile direkt aus den Ladungsträgern und reicht sie dem Mitarbeiter.