Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Clever gehoben

23.09.2010
Türenhandling in der Automobilfertigung

Die dezentrale Automatisierung autarker Maschinenmodule bietet dem Maschinen- und Anlagenbauer wirtschaftliche Vorteile. Das Beispiel von Türenhandling-Geräten im BMW-Werk Dingolfing zeigt, wie der Motion Controller Movi-PLC von SEW komplexe Bahnbewegungen steuert.

Die niederbayerische Kreisstadt Dingolfing ist wichtiger Fertigungsstandort der BMW Group. Hier werden im Erdgeschoss eines der Produktionsgebäude die Türen für Modelle der BMW 5er Reihe komplett montiert, in ein Transportgehänge gestellt und mit Hilfe einer Türenhubstation zum Einbau ins Obergeschoss transportiert. Dort fährt ein Türenhandlinggerät (THG) in die Hubstation, greift die vormontierte Tür mittels Vakuumsauger an der Fensterscheibe und transportiert sie zum Einbau an das Montageband. Mehrere Lieferanten trugen zum Erfolg dieser Lösung bei. Generalunternehmer war die Firma Konecranes Lifting Systems (ehemals ACS Technologies) aus Thalgau bei Salzburg; sie zeichnete verantwortlich für die mechanische Konstruktion, den Bau der Anlage sowie die Projektkoordinierung.

Die Schiller-Gruppe in Osterhofen (Bayrischer Wald) erstellte das Konzept und die Software für die übergeordnete Anlagenperipherie und war für die Hardwareplanung, den Schaltschrankbau sowie die Elektromontage zuständig. SEW-Eurodrive in Bruchsal lieferte die Antriebs-, Steuerungs- und Sicherheitstechnik und integrierte zusätzlich auf seiner Motion Control-Plattform Movi-PLC advanced die Kinematiksteuerung sowie die gesamte Verwaltung der Karossenpositionen.


Präzise Positionierung
Die elektro-pneumatische Hubsäule und der Greifarm sind das mechanische Herzstück der Anlage. Sämtliche Bewegungen in der vertikalen Z-Richtung werden von der Hubsäule durchgeführt, wobei ihr zwei unterschiedliche Betriebsmodi zur Verfügung stehen. Bei der Entnahme der Tür aus dem Gehänge und ihre Zustellung zur Karosse kommt es auf absolute Positioniergenauigkeit an. Das wird durch den elektro-pneumatischen Betrieb der Hubsäule realisiert, bei dem die Hauptlast von der Pneumatik getragen und die exakte Positionierung durch einen Servoantrieb ermöglicht wird.
Für das Einhängen der Tür an der Karosse wird am Manipulator die sogenannte Schwimmung aktiviert, wobei die Hubsäule in den „Balancer“-Modus wechselt. Hierbei arbeitet die Säule rein pneumatisch und ermöglicht es dem Werker, die Tür mit geringer Handkraft um einige Zentimeter in den drei Hallenkoordinaten der Schubplatte (X-, Y- und Z-Richtung) zu bewegen. Durch den geringen Platz zwischen der zu verbauenden Tür und der Karosse war es erforderlich, die Abmessungen des Greifers so gering wie möglich zu halten.

Die gesamte Handlingeinheit ist an einer Linearführung über dem Montagebereich aufgehängt und wird durch einen synchronen Servomotor CM71L von SEW angetrieben. Über ein Servogetriebe BSKF wird das Drehmoment gleichzeitig auf beide Antriebsstränge des Handlinggeräts übertragen. So kann das THG in X-Richtung (entlang der Schubplatte) präzise verfahren und verkantet nicht. Die Verfahreinheit erfüllt mehrere Funktionen: Grundsätzlich erweitert diese Linearachse den Arbeitsraum des Handlinggeräts so, als ob ein Sechs-Achs-Roboter auf einer weiteren, siebten Achse steht und entlang dieser Achse horizontal positioniert wird.

Bei der Wahl des Installationskonzepts setzten die Konstrukteure von Konecranes und die Hardwareplaner von Schiller auf einen mitfahrenden Schaltschrank, der die Zahl der bewegten Kabel erheblich reduziert. Um die erforderliche Technik auf dem vorhandenen Platz unterzubringen, fiel die Wahl auf das kompakte Mehrachs-Servoverstärkersystem Moviaxis von SEW.


Komplizierte Bewegungen
Die an der Hubstation herrschenden Platzverhältnisse ermöglichen nur enge und verwinkelte Bewegungen, die bei einer manuellen Entnahme der Türen vom Werker eine hohe Konzentration erfordern würde. Daher kam hierfür eine Robotiklösung mit Servoantrieben in Betracht. Zwar wäre eine Einzelachsbewegung der Servoantriebe die einfachste Lösung. Jedoch hätte die sequenzielle Kombination dieser Bewegungen aufgrund der vorherrschenden Kollisionsbedingungen die vom Automobilhersteller geforderte Taktzeit nicht erfüllt. Dieses Problem löste SEW mit einer Bahnsteuerung. Dabei fungiert der Motion Controller Movi-PLC als „Hirn“ des Handlinggeräts. Weil das Softwaremodul „AxisGroupControl Kinematics“ eine Auswahl für die im Handlingbereich gebräuchlichen Roboterkinematiken beinhaltet, mussten lediglich die konstruktiven Mechanikdaten des Handlinggeräts über die Konfiguration des Robotikmoduls eingegeben werden.
Die Standardfunktionalität des Softwaremoduls wird über die Profinet-Schnittstelle der Movi-PLC mittels Prozessdaten der überlagerten SPS zur Verfügung gestellt, die darüber die Funktion des Handlinggeräts steuert.

Für den zuverlässigen und sicheren Anlagenbetrieb bei der Türenmontage sorgen verschiedene technische Einrichtungen: Mehrere Achsen des Türenhandlinggeräts werden über Drehgeber abgefragt und ihre Signale durch die Sicherheitsmodule der Baureihe Movisafe UCS B weiterverarbeitet.

SEW entwickelte diese universell einsetzbaren Sicherheitsmodule für höchste Anforderungen an Personen- und Anlagenschutz. Beim THG sorgen sie für die sichere Überwachung der achsnahen Antriebsfunktion gemäß DIN EN 61800-5-2 und ermöglichen ein Arbeiten im Gefahrenbereich. Die Ausgangssignale der Sicherheitsmodule werden an eine Sicherheits-SPS S7-317F weitergeleitet. Im Fehlerfall schaltet sie die Servoumrichter sicherheitsgerichtet ab. Hierbei wird der Antrieb während seiner Bewegung mittels parametriertem Schnellstop bahntreu angehalten und nach einer Verzögerungszeit der Sichere Halt aktiviert. Auf diese Weise halten die Achsen nicht irgendwo im Raum.

Die Türenhandlinganlage ist seit einem Jahr in Betrieb. Für die Demontage der alten und den Aufbau der neuen Anlage waren lediglich drei Wochen Zeit – gut, dass die Spezialisten von SEW die Kinematik vor der Inbetriebnahme in einem 3D-Simulationstool originalgetreu dargestellt und simuliert hatten. Die Lebensdauer der Türenhandlinggeräte ist für zwei Produktzyklen ausgelegt – das sind 14 Jahre.

| handling
Weitere Informationen:
http://www.handling.de/Handhaben/Tueren-Handlinggeraet_id_4063__dId_542130__app_510-30201_.htm

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Maschinenbau:

nachricht Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel
17.01.2017 | Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT

nachricht eldec-Technologie im Maschinenbau: Standardisierte Hochleistungsgeneratoren für exzellente Maschinenbaulösungen
15.12.2016 | EMAG eldec Induction GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Maschinenbau >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Interfacial Superconductivity: Magnetic and superconducting order revealed simultaneously

Researchers from the University of Hamburg in Germany, in collaboration with colleagues from the University of Aarhus in Denmark, have synthesized a new superconducting material by growing a few layers of an antiferromagnetic transition-metal chalcogenide on a bismuth-based topological insulator, both being non-superconducting materials.

While superconductivity and magnetism are generally believed to be mutually exclusive, surprisingly, in this new material, superconducting correlations...

Im Focus: Erforschung von Elementarteilchen in Materialien

Laseranregung von Semimetallen ermöglicht die Erzeugung neuartiger Quasiteilchen in Festkörpersystemen sowie ultraschnelle Schaltung zwischen verschiedenen Zuständen.

Die Untersuchung der Eigenschaften fundamentaler Teilchen in Festkörpersystemen ist ein vielversprechender Ansatz für die Quantenfeldtheorie. Quasiteilchen...

Im Focus: Studying fundamental particles in materials

Laser-driving of semimetals allows creating novel quasiparticle states within condensed matter systems and switching between different states on ultrafast time scales

Studying properties of fundamental particles in condensed matter systems is a promising approach to quantum field theory. Quasiparticles offer the opportunity...

Im Focus: Mit solaren Gebäudehüllen Architektur gestalten

Solarthermie ist in der breiten Öffentlichkeit derzeit durch dunkelblaue, rechteckige Kollektoren auf Hausdächern besetzt. Für ästhetisch hochwertige Architektur werden Technologien benötigt, die dem Architekten mehr Gestaltungsspielraum für Niedrigst- und Plusenergiegebäude geben. Im Projekt »ArKol« entwickeln Forscher des Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern aktuell zwei Fassadenkollektoren für solare Wärmeerzeugung, die ein hohes Maß an Designflexibilität erlauben: einen Streifenkollektor für opake sowie eine solarthermische Jalousie für transparente Fassadenanteile. Der aktuelle Stand der beiden Entwicklungen wird auf der BAU 2017 vorgestellt.

Im Projekt »ArKol – Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadekollektoren mit Heat Pipes« entwickelt das Fraunhofer ISE gemeinsam mit Partnern...

Im Focus: Designing Architecture with Solar Building Envelopes

Among the general public, solar thermal energy is currently associated with dark blue, rectangular collectors on building roofs. Technologies are needed for aesthetically high quality architecture which offer the architect more room for manoeuvre when it comes to low- and plus-energy buildings. With the “ArKol” project, researchers at Fraunhofer ISE together with partners are currently developing two façade collectors for solar thermal energy generation, which permit a high degree of design flexibility: a strip collector for opaque façade sections and a solar thermal blind for transparent sections. The current state of the two developments will be presented at the BAU 2017 trade fair.

As part of the “ArKol – development of architecturally highly integrated façade collectors with heat pipes” project, Fraunhofer ISE together with its partners...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungen

Über intelligente IT-Systeme und große Datenberge

17.01.2017 | Veranstaltungen

Aquakulturen und Fangquoten – was hilft gegen Überfischung?

16.01.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Bundesweiter Astronomietag am 25. März 2017

17.01.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Intelligente Haustechnik hört auf „LISTEN“

17.01.2017 | Architektur Bauwesen

Satellitengestützte Lasermesstechnik gegen den Klimawandel

17.01.2017 | Maschinenbau