Spitzenqualität der Heckdeckel fürs VW-Cabriolet EOS ist beim portugisischen Zulieferer Inapal Plasticos jetzt Sache von acht ABB-Robotern im Schulterschluss mit zwei Dieffenbacher-Hochleistungspressen und einer flexiblen KMT-Wasserstrahlschneidanlage. Der Erfolg spricht für sich: VW hat die Portugiesen zu Tier-1-Lieferanten ernannt.
>>> Henning Wolf weiß: „In den letzten Jahren hat sich das Geschäftsmodell in der Automobilindustrie von der Massenproduktion in Richtung Fahrzeugindividualisierung gewandelt.“ Diese Entwicklung werde weitergehen und noch verschärft durch Überkapazitäten im globalen Markt, steigende Lagerbestände und zunehmenden Preisverfall, so der Vertriebsingenieur bei KMT Robotics Solutions AB in Wetzlar, dem weltgrößten Lieferanten von robotergestützten Wasserstrahlschneidanlagen. „Keine Massenproduktion, keine Einzelfertigung, sondern flexible Prozesse, mit denen man auch bei schwankenden Stückzahlen eine hohe Auslastung erreicht und letztendlich die Profitabilität sichert“, gibt Wolf die „Marschrichtung“ vor.
Bestes Beispiel für die Individualisierung von Fahrzeugen sind für Wolf Cabrios mit vollautomatischem Klappdach. „Volkswagen hat sich bei seinem Cabriolet EOS für einen Heckdeckel aus dem Premium-Werkstoff SMC entschieden und macht sich damit das enorme Potenzial dieses Werkstoffs zunutze“, so Wolf.
Höchstes Know-how verlangt
Karosseriebauteile aus diesem duroplastischen Verbundwerkstoff in höchster Oberflächenqualität herzustellen, erfordert jedoch sehr großes Know-how in der Verfahrens- und Anlagentechnik. „Mit ihrer engen Kooperation haben der portugiesische Automobilzulieferer Inapal Plasticos und sein SMC-Lieferant Menzolit-Fibron die VW-Entscheider in Sachen Know-how überzeugt. Deshalb wurde der Auftrag nach Palmela vergeben, wo der Zulieferer im VW-Industriepark angesiedelt ist.“
Dieser Erfolg hat eine starke fertigungstechnische Basis: Um Heckdeckel konstanter Spitzenqualität just-in-sequence an das Montageband im VW-Werk Autoeuropa liefern zu können, greift Inapal Plasticos auf Industrie-Partner zurück, die in der Produktionswelt hoch angesehen sind und in Portugal als Team agieren.
„Wir haben als Generalunternehmer zwei vollautomatische Produktionslinien zur Herstellung der Heckdeckelbauteile geliefert, während KMT eine hochflexible Wasserstrahlschneidanlage einbrachte“, so Heinrich Ernst, Bereichsleitung Kunststoffumformtechnik beim Pressenspezialist Dieffenbacher in Eppingen. Kern der beiden Produktionslinien – eine für die Heckdeckel-Innenschale, die andere für die -Außenschale – sind zwei Dieffenbacher-Hochgeschwindigkeitspressen vom Typ Compress DC-U 2100/1800 AS.
Schnelles, flexibles Handling
Das schnelle, flexible Handling ist Sache von sechs IRB 6600-Industrierobotern von ABB. „Gefordert waren vollautomatische Anlagen. Für eine solche Fertigungsstruktur sind natürlich Roboter erste Wahl“, betont Ernst. Mit dem Einlegen der SMC-Bauteile in die Pressen und der anschließenden Entnahme ist es für die Roboter in Portugal allerdings noch nicht getan: Ein dritter IRB 6600 an jeder Presse säubert nach dem Arbeitsgang das Formwerkzeug mittels rotierender Air-Jet--Düsensysteme von eventuellen Rückständen, bevor ein neues Halbzeugpaket eingelegt wird. Pressen-Experte Ernst traut den beiden Robotern einiges zu: „Hier darf nichts schieflaufen. Schließlich geht es um Ausschussreduzierung bei den SMC-Bauteilen und um flexible Handhabungsmöglichkeiten.“
Den anschließenden Beschnitt der Heckdeckel-Innenteile nach dem Verpressen mit über 150 Ausbrüchen und Löchern übernimmt eine Hochleistungs-Wasserstrahlanlage von KMT vom Typ Cutting Box Original IV im Verbund mit zwei IRB 2400. „Die beiden Roboter arbeiten in hängender Konfiguration mit integriertem Unterdruck-Spannsystem, Saugluft-Förderanlage und Fliehkraft-Abscheider“, erläutert Henning Wolf.
Um die hohen Anforderungen an Beschnittqualität-Toleranzen und Taktzeit zu erfüllen, habe KMT eine neue Applikationssoftware entwickelt und die Roboter mit einem speziellen Messsystem vermessen und kalibriert. Die Schneidventile sind dabei am Roboterhandflansch angebracht. Beide Roboter führen den Wasserstrahl beim Beschnitt am Bauteil entlang: „Die ABB-Roboter verfügen aufgrund ihrer Steifigkeit über eine im Vergleich zu anderen Robotern hohe Bahngenauigkeit, da sie nicht so schnell anfangen zu schwingen“, nennt er als wichtigen Vorteil.
Beim eingesetzten Messsystem gehe es darum, den realen Roboter vor Ort so gut wie möglich einem „idealen“ Roboter anzunähern. „Die ABB-Roboter kommen über diese Kalibrierung sehr dicht an das virtuelle Ideal heran, was bei einer Offline-Programmierung den Änderungsaufwand deutlich reduziert“, präzisiert der KMT-Ingenieur. Im besten Fall könnten Programme zwischen Robotern gleichen Typs ohne jede Anpassung getauscht werden.
Einfache Umrüstung
Am Robotereinsatz an der modular aufgebauten KMT-Wasserstrahlschneidanlage mit ihrer hohen Verfügbarkeit geht für Henning Wolf jedenfalls kein Weg vorbei: „Von vornherein sollte eine weiche Automatisierung aufgebaut werden – weg von der starren Massenproduktion. Die leichte Umrüstbarkeit auf kleine Chargen ist nicht zuletzt das Verdienst flexibel programmierbarer Roboterautomation.“
Heinrich Ernst beleuchtet die Hightech-Lösung bei Inapal Plasticos noch aus einer anderen Perspektive: „Der Werkstoff SMC ist nicht unproblematisch zu verarbeiten, da nach der Halbzeug-Herstellung das Material noch einige Zeit reifen muss und der Zeitpunkt der Verarbeitung circa zwei bis drei Wochen nach seiner Herstellung liegt.“ Somit sei der Werkstoff unter Umständen Einflüssen ausgesetzt, die nicht immer kontrollierbar ablaufen, und Problemen, die während der Verarbeitung bzw. beim Lackieren auftreten können.
Aus diesem Grund kommen bei Inapal Neuentwicklungen zum Einsatz, die reproduzierbare Bauteilqualität ermöglichen und Verschnitt sowie Nacharbeits- bzw. Ausschusskosten deutlich reduzieren. So werden die SMC-Halbzeuge erstmals als Großcoils in Portugal angeliefert: „Auf diese Weise kann eine Produktionsschicht ohne Anlagenstopp durcharbeiten, ohne dass die Fertigungslinie auf eine andere SMC-Charge eingestellt werden muss“, freut sich Heinrich Ernst. Bahnverlaufssteuerungen sorgen darüber hinaus für minimalen Materialverlust in den SMC-Aufteilanlagen vor den Pressen – was Bauteilgewichtsschwankungen unter 1 % drückt und höhere Investitionskosten für diese Einrichtung schnell amortisiert.
Inapal Plasticos hat jedenfalls bereits die Früchte des Fertigungserfolgs eingefahren: Denn in der Riege der VW-Zulieferer sind die Portugiesen mittlerweile zum Tier-1-Lieferanten aufgestiegen.