Bereits eine vergessene Schraube kann fatale Folgen haben. Problem: Viele Montageschritte sind weder technisch noch wirtschaftlich sinnvoll automatisierbar. Irren jedoch ist menschlich! Insbesondere für die durchgängige Kontrolle und Dokumentation, ob bei der Auslieferung wirklich jede Schraube dort sitzt, wo sie sein soll, ist die optimale Lösung gefragt. Anfang 2011 startete ISRI ein Pilotprojekt mit dem neuen Tool-Navigator von Sarissa.
ISRI Isringhausen steht für komfortable, innovative und sichere Nutzfahrzeug-Sitzsysteme. Kunden sind DAF, Daimler, Iveco, MAN, Renault, Scania und Volvo. 100%-Qualität bis ins Detail ist ein Muss. Das gilt besonders für die Montage von sicherheitsrelevanten Verschraubungen.
Das zur Aunde-Gruppe gehörende Familien-Unternehmen Isringhausen in Lemgo ist mit 38 Werken in 18 Ländern weltweit Marktführer in der Entwicklung und Fertigung innovativer Sitzsysteme für Nutzfahrzeuge. Die von fast 5.000 Mitarbeitern in diesem Jahr voraussichtlich 2,4 Millionen produzierten Sitze sorgen weltweit für Komfort und Sicherheit in LKW, Transportern, Bussen, Baumaschinen, Wohnmobilen und Gabelstablern. Innovation, Technologie und Premiumqualität prägen die Firmenphilosophie, Zertifizierungen nach ISO/TS 16949, DIN EN ISO 14001 und OHSAS 18001 gehören zum Selbstverständnis.
ISRIs Produkte sind high tech, die Kunden zahlreich, ihre Anforderungen stets individuell. Das Innovationstempo verkürzt Produktlebenszyklen und die Zahl der Varianten geht bei ISRI in die Tausende –Tendenz steigend. Die praktizierte Just-in-time-Fertigung erfordert sehr flexible Wertschöpfungsketten. Und das setzt ihrer Automation sowohl technisch als auch wirtschaftlich Grenzen. In Konsequenz werden hunderte von Sitzeinzelteilen zum Teil von Hand montiert. Die menschliche Leistungsfähigkeit ist keine Konstante! Doch Montagefehler darf es nicht geben. Reklamationen kosten nicht nur Zeit und Geld. Manchmal gerät sogar das gute Image der Unternehmen unter die Räder. ISRI-Sitze erhöhen den Komfort und die Sicherheit der Arbeitsplätze von weltweit zig-millionen Fahrzeugführern. Damit das auf Dauer weiterhin gelingt, setzt Isringhausen nach Aussage von Prozessplaner Rainer Horneburg „kompromisslos in allen Bereichen auf den neuesten Stand der Technik.“
Die eng tolerierte Reproduktion geforderter Drehmomente und ihre Dokumentation ist heute Standard. Doch: Wie lässt sich sicherstellen, dass der Monteur alle Schrauben setzt, jede Schraube anzieht und dabei vorgegebene Schraubreihenfolgen einhält?
Die Antwort auf diese Frage kommt von Sarissa in Weingarten mit ihrem ultraschall-basierten Local Positioning System (LPS). Geschäftsführer Volker Jauch: „Unser LPS kann die Position von sich frei im Raum bewegenden Objekten sehr präzise und zuverlässig erfassen.“
Und das funktioniert ohne großen Aufwand: Die wesentlichen Komponenten der Sarissa-Lösung sind ein moderner Touch-PC, kompakte Ultraschallmarker als Sender (Lautsprecher) und eine Empfangseinheit. Die Marker bauen klein und wiegen nur wenige Gramm. Sie lassen sich durch Adapter praktisch an jedes zu überwachende Werkzeug anbringen und, freilich mit etwas mehr Aufwand, auch darin integrieren. Die Marker senden im Abstand von Millisekunden für den Menschen lautlose und physiologisch unbedenkliche Ultraschallsignale. Die über dem jeweiligen Arbeitsplatz montierte Empfangseinheit ortet die Schallwellen und übernimmt die Vorverarbeitung der Signale, die dann über eine schnelle USB-Verbindung zum Touch-PC übertragen und dort ausgewertet werden. Die Erfassungsgenauigkeit im Raum liegt bei +/- 2 mm. Volker Jauch: „Unter Laborbedingungen sind auch 0,2 mm möglich.“ Der vom Empfänger sich kegelförmig erweiternde Erfassungsraum hat derzeit einen maximalen Durchmesser von 3 Meter. Hier sieht Jauch noch Entwicklungspotenzial: „Wir können den Erfassungsbereich künftig sicher noch vergrößern.“
Auch die Einsatzfelder des ToolNavigators dürften künftig weit über die bei ISRI realisierte Schrauber-Applikationen hinausgehen. Jauch: „Ob Klebstoff- oder Fettspender, Schweißzange, Stanzwerkzeug oder Drehmomentschlüssel – unser ToolNavigator kann praktisch überall sinnvoll eingesetzt werden, wo Positionierungen, Verweilzeiten an einer Position oder vom Soll abweichende Arbeitsschrittfolgen kontrolliert und dokumentiert werden sollen. Darüber hinaus führt der Touch-PC die Mitarbeiter durch klare textliche, multimediale und sogar akustische Arbeitsfolgeanweisungen zuverlässig selbst durch sehr komplexe Arbeitsgänge, was insbesondere die Einarbeitung neuer Mitarbeiter beschleunigt, oder auch den Arbeitsplatzwechsel bei job rotation erleichtert.“
Die Akzeptanz bei Mitarbeitern
Klingt gut: Aber wie begreifen die Mitarbeiter den Fahrtenschreiber für Raum und Zeit? Wird der ToolNavigator als lautloser QS-Kollege akzeptiert? Oder gibt es auch Vorbehalte?
Volker Jauch: „Der Toolnavigator ist kein Instrument für die Mitarbeiterkontrolle sondern für die Qualitätssicherung. Das System speichert keine personenbezogenen Daten, sondern nur produktbezogene. Diese lassen sich natürlich auch archivieren, was im Haftungsfall Entlastung bringt. Aus persönlichen Gesprächen mit Anwendern weiß ich, dass unsere Lösung als Entlastung empfunden wird, weil sie die persönliche Verantwortung reduziert. Für jedes gute Teil wird quasi im Hintergrund ein Zeugnis ausgestellt. Zudem bestimmt ja weiterhin jeder Mitarbeiter sein Tempo. Im Prinzip ortet der ToolNavigator im Hintergrund die korrekte Reihenfolge vordefinierter Arbeitsabläufe.“
Rainer Horneburg bestätigt das: „Wir haben den ToolNavigator seit Anfang des Jahres als Pilotprojekt an einem Montageplatz für Sitzstrukturen im 2-Schicht-Betrieb im Einsatz. Die Mitarbeiter an diesem Platz fühlen sich nicht kontrolliert, sondern unterstützt. Wenn der vorgegebene Montageablauf nicht eingehalten wird, verteilt das System ja keine Rüffel, sondern visualisiert lediglich einen entsprechenden Hinweis und die passende Lösung direkt dazu. Das macht die Arbeit viel entspannter.“ Zudem lobt der Prozessplaner das „sachkundige und verbindliche Engagement der Sarissa-Programmierer bei der Anbindung des Touch-PC an die anderen Komponenten des Montageplatzes.“
Die Systemintegration
Für die Interaktion des Sarissa-PC mit der Steuerung des Schraubsystems und einer überwachten Bitbox waren einige spezielle Anpassungen erforderlich. „Sarissa hat auch hier alle unsere Anforderungen voll erfüllt.“
Der Preis für einen ToolNavigator Arbeitsplatz ist erschwinglich. Die Montage des Systems ist unkompliziert und schnell erledigt. Die Programmierung, etwaige kundenindividuelle Softwareanpassungen und die Anbindung an externe Peripherie und CAQ-Systeme berechnet Sarissa natürlich extra, wobei sich laut Horneburg „die Kosten in marktüblichen Bahnen bewegen“. Für die Programmierung des ToolNavigators in Eigenregie braucht es üblicherweise nicht länger als eine halbtägige Einweisung.
Die Konfiguration des Systems erfordert lediglich zwei Schritte: Zuerst wird die Arbeitsumgebung festgelegt. Diese umfasst den Arbeitsplatz mit den dort zu kontrollierenden Bereichen. Dann wird die Montagereihenfolge festgelegt. Hierbei wird die Abfolge der festgelegten Schraubpositionen Schritt für Schritt definiert. Die Software ist schlank programmiert und weitgehend selbsterklärend. Die Konfiguration des Systems und die Dateneingabe gliedert sich in übersichtlich strukturierte und benutzerfreundliche Eingabefenster. Die Integration von Zeichnungen und Bildern in das Ablaufprogramm ist ebenso einfach wie die Nutzung von In/Output-Kanälen oder der Datenaustausch mit externen Geräten wie etwa Waagen oder Drucker. Einmal erstellte Programme lassen sich jederzeit modifizieren oder auch an Montageplätze mit gleicher Konfiguration übertragen. Wie es sich gehört, ist der Zugang zu diesen Einstellungen und Funktionen passwortgeschützt.
Der Mitarbeiter muss für den Betrieb lediglich den Startbutton am Touchscreen betätigen, oder, wie bei ISRI gewünscht, einen Barcode einscannen. Alles weitere läuft dann automatisch ab.
Fazit
Rainer Horneburg: „Es ist immer wieder spannend, wenn sich neue Technologien in der Praxis bewähren müssen. Bei uns hat der ToolNavigator seine Praxistaufe mit Bravour bestanden. Als Prozessplaner sehe ich für das System eine große Zukunft. Es gibt viele unterschiedliche QS-Aufgaben, bei denen die Bewegungskontrolle von Werkzeugen im Raum eine sinnvolle Lösung ist. Sarissa ist meines Wissens derzeit der einzige Anbieter einer praktikablen und bezahlbaren Lösung.“
Sarissa, Weingarten www.sarissa.de
Hintergrund
Sarissa entwickelt seit Anfang 2010 Ultraschallanwendungen für Qualitätssicherung, Koordinatenbestimmung im Raum, Traceability in der Fertigung, Bewegungsstudien und Ergonomie.
Das Local Positioning System LPS eignet sich für die Gestaltung von Abläufen,… bis hin zur Ergänzung von Bildverarbeitungssystemen und je nach Anwendung sogar als echte Alternative zu optischen Lösungen.
Ultraschall ist in der Natur ein bewährtes Mittel für die Ortungs und Orientierung. Anwender sind Fledermäuse, Zahnwale, Delphine, Nachtfalter.
Mittlerweile gibt es zahlreiche technische Anwendungen für die von menschlichen Ohren nicht wahrnehmbaren Schallwellen zwischen 16 kHz und 1,6 GHz. Beispiele sind: Ultraschallschweißen, Füllstands-, Durchflussmessung, Ultraschallmikroskopie, Ultraschalllinearantriebe, Handhabung mit Ultraschall, Werkstoffprüfung, Teilereinigung, Sonografie und Echokardiografie, Entfernungsmessung, akustooptische Modulatoren (AOM) in Lasern und vieles mehr.
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