Live-Schalte mit Detroit: Marty Linn, Chefingenieur GM Global Robotics, klinkt sich per Konferenzroboter ein. Dr. Petra Krammer, Leiterin der Abteilung ME Advanced Manufacturing Technologies, zeigt und erklärt Linn die Highlights des TechForums.
Ihre Arbeit bildet die Brücke zwischen der Fertigung und dem ITEZ: Die Kollegen von Manufacturing Engineering (ME) sind als Fertigungsplaner verantwortlich für die Konzeption und Implementierung der Produktionssysteme in den Opel/Vauxhall-Werken in ganz Europa.
Das Team, darunter auch die Experten der Vorausentwicklungsabteilung Advanced Manufacturing Technology (ME AMT), widmet sich dabei regelmäßig Forschungs- und Entwicklungsprojekten.
Die Schwerpunkte des „TechForums 2016“ sind
Karosserie-Leichtbau, Werkstoffe und Fügetechnologien,
aber auch Energieeffizienz und Montagetechniken.
Die Projekte zielen stets darauf, die Fertigungsprozesse in Sachen Arbeitssicherheit und Ergonomie sowie Produktqualität und Zeitvorgaben weiter zu verfeinern. Ihre aktuellen Arbeiten haben die Fertigungsplaner nun beim „TechForum 2016“ in Rüsselsheim vorgestellt.
Sechs Kollegen zeigen, auf welche Trends die Fertigungsplanung setzt.
Fertigung/Logistik
Smarte Assistenten
Hightech-Schrauber,
die wissen, was gefragt ist
„Was ist mein nächster Schritt? Wie führe ich ihn korrekt aus? Diese Fragen beschäftigen die Kollegen in der Fertigung immer wieder. Gefordert sind präzise, anschauliche Antworten. Sie könnten künftig von ,smarten Assistenten‘ geliefert werden. Das sind elektronische Geräte, die kabellos, mobil, vernetzt und mit verschiedenen Sensoren ausgerüstet sind.
Da ist zum Beispiel ein Gerät, das wie eine Sportbrille aussieht – die Datenbrille. Gesprochene Infos und eine Displayanzeige auf Augenbrauenhöhe instruieren etwa einen Kommissionierer in der Logistik darüber, wann er welches Teil aus welchem Regal entnehmen sollte. Zusätzlich mit einem Infrarot-Bewegungserfasser an der Hand ausgestattet, erfährt der Mitarbeiter, sobald er sich bei einer Komponente mal vergreifen sollte. Und am Band kann ein Hightech-Schrauber, gerade bei der Ölpumpen-Verschraubung in Kaiserlautern getestet, die richtige Reihenfolge der Arbeitsschritte vorgeben. Mit den smarten Assistenten gelingt es uns, die Qualität zu verbessern und Prozesse zu verkürzen.“
Michael Kovacs (26), Masterstudent ME AMT
Presswerkzeugbau
Perfekte Anpassung
Clemens Kuhn (28), Doktorand ME TDO
Per Scan entstehen
hochgenaue Presswerkzeuge
„Die Außenhaut muss makellos sein, denn lackiert fallen selbst kleinste Unebenheiten auf. Der Karosseriebau gilt als Königsdisziplin im Automobilbau. Bei der Herstellung ist der Verschleiß der Werkzeuge, aus denen die Karosse gepresst wird, ausgesprochen hoch. Daher sollten die Werkzeuge so konstruiert und gebaut werden, dass sie eine hohe Fertigungsqualität in Serie unterstützen und dabei eine möglichst lange Lebensdauer haben.
Dank einer neuen Methode, die wir gerade in der Praxis erproben, können wir die Geometrie von Presswerkzeugen hochgenau und schnell verändern. Dabei geht es um ein roboterbasiertes System, das multifunktional daherkommt. Darin wird ein Teil des Presswerkzeugs zunächst gescannt und vermessen. Im zweiten Schritt verknüpft das System – und das ist eine herausragende Innovation – den Prozess des Laser-Draht-Auftragschweißens mit der spanenden Fertigbearbeitung, was vereinfacht ausgedrückt Schweißen und Fräsen bedeutet.“
Fügetechnologie
Optimale Verbindung
Nieten, die Aluminium und Stahl aufs
Eleganteste verbinden
„Leichtbau ist ein Thema, das künftig Modell-Generationen immer stärker prägen wird. Deshalb gewinnt gerade Aluminium wegen seiner hohen Festigkeit – bei geringem Gewicht – zunehmend an Bedeutung. Sobald der Materialmix für eine Karosserie steht, wird es auf der nächsten Ebene spannend. Dabei geht es um das Zusammenbringen eines neuen Werkstoffs wie Aluminium mit dem klassischen, also Stahl.
Aufgrund der unterschiedlichen Materialien entfällt das sonst übliche Schweißen. Stattdessen setzen unsere Fügetechniker auf ein besonders effizientes, mechanisches Verfahren: das Stanznieten. In wenigen einfachen Worten erklärt funktioniert das Prinzip so: Ein Stanzniet wird durchs obere Blech gestanzt und verspreizt sich im unteren Blech, sodass eine feste Verbindung entsteht. Damit erreichen wir ohne Vorlochen – und das ist für den Montageprozess sehr praktisch – letztlich eine enorm feste Verbindung der Stoffe. Warum wir das Bild nur verpixelt zeigen können? Wir zeigen das Prinzip hier anhand einer Motorhaube für ein künftiges Modell.“
Volker Helfmann (54), Gruppenleiter Qualität Zusammenbau, ME TDO
Produktentwicklung
Automatisierte Hochzeit
Roboter, die Getriebe
und Motor vereinen
„Autobauer sprechen von der ,Hochzeit‘, wenn sie auf der Fertigungslinie Fahrwerk, Getriebe und Motor in die Karosserie einsetzen. Doch im Vorfeld findet etwas statt, dass wir als ,kleine Hochzeit‘ bezeichnen: der Prozess, bei dem das Getriebe mit dem Motor zusammengebracht wird. Bisher bewerkstelligt man das manuell. Der Mitarbeiter bringt das Getriebe, an einem Balancer hängend, in die passende Position, um die Schrauben setzen zu können. Das Knifflige daran ist, dass die Verzahnung der Getriebeantriebswelle in das Gegenstück am Motor passen muss. Deshalb ist es meist notwendig, das Getriebe vor dem Fügen um einige Grad zu drehen.
Diese Tätigkeit wollen wir nun automatisieren. Der Hauptakteur dabei ist ein Roboter mit einem flexiblen Greifer, der in der Lage sein soll, alle verschiedenen Varianten eines Getriebes auf einer Linie zu fassen. Navigiert wird der Roboter durch Daten, die ein Laserscansystem, bestückt mit einer 3D-Kamera, liefert. Zum Schluss folgt die automatische Verschraubung.“
Peter Bornmann (45), Fertigungsingenieur MEAC
Powertrain Montage
Tragende Rolle
Daniel Schröter (30), Doktorand ME AMT
Gemeinsam mit Robotern
den Turbolader montieren
„Dieselmotoren standen früher im Ruf, zwar sparsam, aber doch eher behäbig zu sein. Dass sich das grundlegend geändert hat, liegt nicht zuletzt an der Verwendung von Turboladern. Sie haben die Aufgabe, die Verbrennungsluft, die dem Motor zugeführt wird, zu verdichten. Der Zusammenbau eines Turboladers gilt als aufwendige Aufgabe, die im Zuge einer Mensch-Roboter-Kollaboration künftig bedeutend effizienter und ergonomisch günstiger für die Mitarbeiter gestaltet werden kann, wie erste Tests im Rahmen eines EU-Forschungsprojekts zeigen.
Anstatt von drei Mitarbeitern, die eine Vormontage des Turboladers manuell übernehmen, sollen sich nun zwei Personen den Arbeitsplatz mit zwei Robotern teilen. Die Roboter übernehmen ergonomisch kritische Aufgaben wie etwa das Anheben des Turbolader-Gehäuses und das Verschrauben. Die Mitarbeiter dagegen kümmern sich um die feinfühligen Montagetätigkeiten wie zum Beispiel das Anwinden der Muttern. Die Plätze sind geschickt gegenüber angeordnet, sodass sich keiner in die Quere kommt und man in puncto Arbeitsicherheit ohne Bedenken agieren kann.“
Energie
Bewusstes Handeln
Dominik Flick (28), Energie Management Koordinator, ME AMT
Energieverbrauch, der Tag für Tag
weiter gesenkt werden soll
„Welche Kosten können eigentlich Leckagen in Druckluftsystemen verursachen, unternehmensweit und aufs gesamte Jahr betrachtet? Welchen Unterschied macht es, ob ein Rechner nach Feierabend ein- oder ausgeschaltet bleibt? Und wieviel Muskelkraft verbirgt sich eigentlich hinter einer Kilowattstunde? Das sind Überlegungen, mit denen sich Mitarbeiter nicht Tag für Tag auseinandersetzen. Das ist vollkommen in Ordnung, denn schließlich soll der Fokus ja auf den Arbeitsinhalten liegen.
Und dennoch: Um die Umwelt und die Unternehmenskasse zu schonen, ist es unsere Aufgabe, die Beschäftigten für ökologische Aspekte im Joballtag zu sensibilisieren. Denn Energie spielt bei einem Autohersteller wie Opel traditionell eine sehr große Rolle. Unser Ziel ist, die Energieverbrauchswerte aus dem Jahr 2010 bis 2020 um 20 Prozent zu reduzieren. Dieses Vorhaben flankieren wir mit unterschiedlichen Aktionen und Programmen.“
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