Einsatz von SCHMIDT® ServoPressen in hochflexibler Motorenmontagelinie

Die Firma ebm-papst aus St. Georgen, Marktführer für elektrische Antriebssysteme bis 500 W, setzt seit über einem Jahr auf Vollautomatisierung in der Motorenfertigung.

Die Anforderungen der Kunden sind vielfältig. So genannte AFS-Systeme (Active Front Steering) - als Lenkhilfeunterstützung - werden beispielsweise in die Automobilindustrie geliefert. Darüber hinaus hat man elektronisch kommutierte DC-Industriemotoren für Rollenantriebe im Programm. Diese unterschiedlichen Anforderungen aus verschiedenen Branchen sowie die Baugrößenvielfalt erfordern eine hochflexible Montage.

Die Montage der Rotoren bzw. die Motorendmontage findet auf 4 Montagelinien der Firma Teamtechnik statt. Das so genannte Teamos Baukastensystem erlaubt die vielfältige Kombination von Zellen und Prozessmodulen. Insgesamt werden 35 Varianten auf den bis zu 30 Meter langen Linien produziert. Dabei fallen bis zu 30 Prozessschritte an, bis ein Motor von Wicklung und Kontaktierung zur Stator- Rotor Endmontage fertig gestellt ist. Auf einer solchen Linie, die im Dreischichtbetrieb läuft, werden bis zu 1,5 Mio. Motoren/Jahr produziert. Dabei sind zum Betrieb aller 4 Linien durchschnittlich nur 4 Personen notwendig.

Über ein Werkstückträgersystem werden die Motorenkomponenten den einzelnen Prozesstationen zugeführt. Großes Augengenmerk gilt dabei den 2 bzw. 3 Fügeoperationen pro Linie. Diese Schlüsselprozesse werden durch SCHMIDT® ServoPressen mit SCHMIDT® PressControl 4000/5000 Steuerungen realisiert und sind grundsätzlich Kraft-Weg überwacht. Laut Herrn Weisser, Werkleiter der Firma ebm-papst liegen die zulässigen Höhentoleranzen beim Fügen im Bereich von 1/100 mm und auch die Aufpresskräfte bzw. späteren Haltekräfte sind entsprechend eng toleriert.

Wird in Betracht gezogen, dass grundsätzlich Höhentoleranzen des Werkstücks sowie des Werkstückträgersystems vorliegen und zudem die SCHMIDT® ServoPress Module kartesisch aufgehängt sind, wird deutlich, dass die ServoPressen in dieser Applikation eine sehr intelligente Montage leisten müssen, um die geforderten Toleranzen zu realisieren. Zudem übernehmen die ServoPressen Handlingsaufgaben ('pick and place') zwischen den eigentlichen Fügeoperationen.

Entscheidenden Anteil an der Montagegenauigkeit hat die SCHMIDT® PressControl 4000/5000 Steuerung, welche verschiedene 'smart functions' bietet. Durch ein kraftgeregeltes Antasten werden die Körperkannten der Bauteile detektiert. Die systembedingten Höhenschwankungen erfordern eine automatische Anpassung der enggesetzten Toleranzfenster. Zusätzlich wird die elastische Verformung der Presse, des Werstückträgers sowie das Federn des Bauteils kompensiert. Das bedeutet, die Presse fährt abhängig von der Einpresskraft in eine vorberechnete Position, so dass sich nach dem Entlasten die geforderten Funktionsmaße des Bauteils ergeben. Eine statistische Prozessregelung SPC überwacht dabei das Prozessverhalten und die Prozessfähigkeitsparameter 'online' nach jeder Verpressung. Diese Werte werden entsprechend ausgewertet und ISO konform dokumentiert. Bei Chargenwechsel erfolgen die Umstellungen an der Presse zu 100 % über das Bedienpanel der Linie.

Die gesamte Anlage ist seit über einem Jahr im Betrieb und produziert drei-schichtig ohne Probleme. Herr Weisser lobt insbesondere die Zuverlässigkeit und Wartungsfreiheit der eingesetzten SCHMIDT® ServoPressen und bekräftigt mit SCHMIDT Technology den richtigen Partner gewählt zu haben. Mit dieser Überzeugung wird der eingeschlagene Weg weiter beschritten.