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Genauso gut wie ein Direktläufer

Tool-Center sichert Qualität in der Rückmontage
Genauso gut wie ein Direktläufer

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Um dem Ziel der Null-Fehler-Montage noch näher zu kommen, bindet der Getriebespezialist ZF auch die Rückmontage in das Montageleitsystem ein. Das Bindeglied bildet das mobile Montagesystem Tool-Center von Atlas Copco Tools, das die komplette Schraubtechnik an Bord hat.

Michael Corban ist Redakteur beim Pressebüro Turmpresse in Königswinter www.turmpresse.de

„Ob ein Getriebe als Direktläufer aus der Serienfertigung oder aus der Rückmontage kommt, ist für unsere Kunden ohne Bedeutung“, betont Marco Maaß, bei der ZF Friedrichshafen AG verantwortlich für die Montageplanung der automatisierten Schaltgetriebe des Typs AS Tronic für schwere Lkw. Stets erhalte der Kunde ein einwandfreies Getriebe. Dazu haben die Friedrichshafener die Rückmontage so in ihr Montagesystem integriert, dass selbst bei einem Rückbau Schritt für Schritt nachvollziehbar ist, mit welchem Drehmoment Verschraubungen anschließend wieder angezogen werden müssen. „So stellen wir sicher, dass alle Montageschritte analog zur Serie abgearbeitet werden“, sagt Maaß, der als Leiter des Projektes „Quality first Montage“ auch Arbeitsinhalte außerhalb der Serienmontage mit einer hundertprozentigen Prozesssicherheit abbilden muss. „In den letzten Jahren ist es uns gelungen, unsere Fehlerquote deutlich in Richtung null zu bewegen.“
Ein zentrales Element in der Rückmontage ist ein Tool-Center von Atlas Copco Tools, in der Grundversion ein vollständig ausgestattetes, mobiles Montagesystem. Ursprünglich für den Prototypenbau entwickelt, liefert es den Getriebespezialisten von ZF die komplette Schraubtechnik für Drehmomente zwischen 8 und maximal 150 Newtonmetern (Nm), um die Rückmontage prozesssicher abzubilden. „Wir koppeln so zukünftig Rückmontage und Serie“, fährt Maaß fort. Zentrales IT-Element ist der CAA-Server der Friedrichshafener. Per Computer Aided Assembly (CAA) erhalten sämtliche Montagestationen in der Serienfertigung die jeweiligen getriebespezifischen Parameter, umgekehrt bekommt der CAA-Server alle Statusmeldungen. Dies ist nun auch in der Rückmontage möglich. „Informationen können zwischen dem Montageleitrechner, also dem CAA-Server, und dem Tool-Center in der Rückmontage ausgetauscht werden“, erklärt Maaß.
Werker erhalten Getriebe- spezifische Anweisungen
In einem ersten Schritt habe man so die Voraussetzung für das dialoggeführte Arbeiten geschaffen. „Mit dem Tool-Center arbeiten wir erzeugnisspezifisch, einschließlich der visuellen Prüfungen“, erläutert der Montagespezialist. Durch die Verbindung mit dem Leitrechner verfüge das Tool-Center über alle stücklistenbezogenen Informationen für das jeweilige Getriebe. „Außerdem können wir darüber die Nacharbeiten am Getriebe dokumentieren.“ Erst wenn alle Arbeiten fehlerfrei durchgeführt worden seien, könne das Getriebe weiter bearbeitet und an den Kunden ausgeliefert werden. Analog dazu gebe es in der Serienmontage sogenannte „Quality Gates“, die erst dann eine Weiterleitung eines Getriebes ermöglichen, wenn alle Arbeiten der entsprechenden Station vollständig ausgeführt sind.
Ziel des nun folgenden zweiten Schrittes ist es, das Tool-Center über den Montageleitrechner bei Bedarf mit den Statusmeldungen der Power-Focus-Schraubersteuerungen aus der Serienmontage zu versorgen. „Im Falle der Rückmontage lässt sich so eindeutig bestimmen, welche Verschraubungen an welcher Baugruppe nicht in Ordnung sind“, streicht Marco Maaß heraus. Genau an dieser Stelle werde dann nachgearbeitet, und erst dann liefere das Quality Gate den Status „Freigabe zur Weiterbearbeitung“. Somit lasse sich im Sinne einer Null-Fehler-Strategie eine durchgängige Qualität in der Serie wie in der Rückmontage sicherstellen.
Tool Center greift auf Stücklisten-Daten zurück
Ein wesentlicher Punkt bei der Anpassung des Tool-Centers war für ZF, dass es sich selbstständig alle erforderlichen Daten holt. So wird etwa über die Stückliste ermittelt, welche und wie viele Schrauben im jeweiligen Getriebe zum Einsatz kommen. „Daneben werden die Schraubparameter übergeben, also Drehmomentwerte oder die Randbedingungen, etwa die Schraubfallhärte“, erklärt Techniker Bernd Christ. Zudem sei das Tool-Center so programmiert, dass ZF auch Prüfpunkte einfügen kann. Der Werker muss an bestimmten Punkten erst per I.O.-Meldung („in Ordnung“) quittieren, dass beispielsweise eine Ausgleichsscheibe oder ein Sicherungsring hundertprozentig montiert ist.
Die Identifikation des jeweiligen Getriebes in der Rückmontage erfolgt über seinen Barcode. Sobald dessen Daten auf dem CAA-Server angefordert werden, setzt dieser vordefinierte Statusmeldungen – auch die aus den Prüfungen – auf „N.i.O.“ („nicht in Ordnung“). „So verhindern wir, dass aufgrund der Demontage eine Prüfung bei der folgenden Montage übersehen wird, weil fälschlicherweise eine I.O.-Meldung signalisiert, dass die Prüfung bereits zuvor durchlaufen wurde“, so Christ weiter. „Da diese aber vor der Demontage erfolgte, ist sie nun ohne Belang.“
Neun von zehn Fehlern lassen sich schon vermeiden
„Dank unserer Null-Fehler-Strategie in der Montage sank die Fehlerquote in nur drei Jahren auf ein Zehntel“, berichtet Marco Maaß nicht ohne Stolz. Nicht zuletzt deswegen könne ZF auf immer höhere Qualitätsanforderungen der Kunden eingehen. Um noch besser zu werden, hat ZF Qualitätsworkshops eingeführt, an denen zum Beispiel auch Vertreter der Konstruktion teilnehmen. „Denn in vielen Fällen lässt sich eine fehlerhafte Montage eines Bauteils schon konstruktiv verhindern, etwa dadurch, dass es nur in einer definierten Position einbaubar ist“, sagt Maaß.
Auch die Schraubtechnik in Verbindung mit zahlreichen Poka-Yoke-Einrichtungen leistet in der Serienmontage ihren Beitrag. „Durch den Einsatz von Power-Focus-Steuerungen mit den zugehörigen Tensor-S-Werkzeugen konnten wir die Schraubqualität deutlich verbessern“, fährt der ZF-Mitarbeiter fort. Damit liege man sogar über den Erwartungen der Kunden. Zudem wurde die Ergonomie mit den über mehrere Stufen programmierbaren Atlas-Copco-Elektrowerkzeugen deutlich verbessert.
Künftig wollen die Friedrichshafener prinzipiell nur noch die Tensoren verwenden, die sich durch die integrierte direkte Drehmomentmessung für die beiden höchsten Stufen der Prozesssicherheit eignen – also speziell für sicherheitskritische, dokumentationspflichtige Schraubfälle. „Obwohl wir die meisten unserer Verschraubungen nicht dokumentieren müssen, investieren wir in diese High-End-Technik“, fährt Maaß fort, denn letztlich stelle jeder Tensorschrauber ein Quality Gate dar. „Und die Power-Focus-Steuerungen liefern uns genau die Daten, die wir im zweiten Schritt in der Rückmontage benötigen – welche Verschraubungen an welchem Getriebe also nicht korrekt verschraubt werden konnten.“
Daher sollen weitere Tool-Center für andere Rückmontagebereiche eingeführt werden. „Das Tool-Center ist ein zukunftsfähiges System“, ist Techniker Daniel Kebig überzeugt. „Wir können es auch in anderen Bereichen einsetzen, zum Beispiel für Notfallstrategien in der Serienmontage.“ Da alle Daten getriebespezifisch abspeicherbar sind und die komplette Schraubtechnik an Bord ist, kann das System beim Ausfall einer Serienstation deren Aufgabe übernehmen.
Bezogen auf den Einsatz im Bereich der Rückmontage, wünscht sich Daniel Kebig zukünftig noch die Integration von Messprozessen: „Das würde den Einsatz abrunden.“ Momentan decke man die Prozesse Schrauben und visuelles Prüfen ab, doch das Messen gehöre letztlich dazu, etwa bei der Ausgleichsscheibenbestimmung.
Weitere Aufgaben für das Tool-Center sind in Sicht
Einen weiteren Einsatz findet das Tool-Center bereits heute: in der Montage von Kleinserien. „Wird eine Baugruppe wie etwa ein spezieller Wärmetauscher nur zehn Mal im Jahr montiert, realisieren wir auch das prozesssicher über das Tool-Center“, sagt Bernd Christ. Der Aufwand, dies in die Serienmontage zu integrieren, wäre zu groß und nicht wirtschaftlich. Das Tool-Center erlaubt auch eine geführte Demontage, indem es über das Lösemoment erkennt, ob eine Schraube entfernt wird. Dies wurde bereits bei einer Exotenvariante in das Schraubprogramm integriert; dort muss der Monteur erst definierte Schraubpositionen lösen, bevor er weiter montieren kann.
Dass sich das Tool-Center flexibel den Anforderungen des Anwenders anpasst, zeigt sich an der Einbindung eines Funk-Drehmomentschlüssels mit RE-Controller. „Das Problem war, dass wir mit den Elektroschraubern wegen Störkonturen an einem Gehäuse nicht jede Schraube erreichten“, erläutert Techniker Bernd Christ. Zunächst habe man deshalb einfache Drehmomentschlüssel mit RE-Signal angebracht. „Allerdings konnte der Werker so auch zwei- oder dreimal dieselbe Schraube anziehen.“ Der elektronische Funk-Drehmomentschlüssel stellt auch diese Abläufe prozesssicher dar – und ist dabei gar nicht aus dem Atlas-Copco-Programm. „Die Integration in das Tool-Center war trotzdem recht einfach“, so Marco Maaß abschließend.
Atlas Copco Tools Central Europe,
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