BENTELER Automotive in Schwandorf, Germany is using the collaborative FANUC Robot CR-35iA in an automated movement, without safety fences, and at maximum speed

Task:
Advancement of the Smart-Factory-Approach, so that the supply chain and the manufacturing processes will organise themselves and customer requests will be answered even more efficiently.

Solution:
Installation of 600 robots, that are mainly occupied with welding and handling tasks – behind safety fences. Except for one robot – the FANUC CR-35iA - these safety fences are eliminated and the robot is allowed to drive at full speed, in this case at 750 mm/s, to load the manufactured part in a support frame.

Results:
Simple tasks such as the transportation of parts in the production will be handled by automatic systems, and eventually design work places ergonomically, silently and prevent physical injuries.


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BENTELER setzt in Schwandorf kollaborativen Roboter in der Fertigung ein

Als erster Automobilzulieferer in Europa setzt BENTELER Automotive im Werk Schwandorf den FANUC Roboter CR-35iA in der Produktion ein. Um gleichermaßen kollaborativ wie automatisch produktiv zu sein, darf der Roboter zwei Geschwindigkeiten fahren.

Schwandorf ist einer von 161 Standorten des BENTELER–Konzerns. Gefertigt werden in Schwandorf hauptsächlich Strukturbauteile und Fahrwerkkomponenten, also beispielsweise Achs- und Motorträger. Die Kompetenz von BENTELER steckt jedoch nicht nur in der Produktion. Der Automobilzulieferer und Entwicklungspartner unterstützt seine Kunden weltweit entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Die Stärke der Division Automotive ist das tiefe Verständnis für Leichtbaukomponenten – in Bezug auf Material, Design und Prozesse. Grundlage dafür sind Erfahrungen mit unterschiedlichen Werkstoffen wie Stahl, Aluminium, Faserverbund- und Kunststoffen sowie das Prozesswissen über die Kundenprodukte.

Das Thema Industrie 4.0 treibt BENTELER nun schon seit einigen Jahren voran. Hiermit wird die Digitalisierung der Fertigungsprozesse über die gesamte Lieferkette hinweg beschrieben. Ein Ziel des Automobilzulieferers ist beispielsweise, den Smart-Factory-Ansatz weiter voranzutreiben. Das bedeutet, dass sich die Lieferketten und Fertigungssysteme zukünftig weitgehend selbstständig organisieren und somit noch effizienter auf Kundenanfragen reagiert wird.

Die Kundenliste des Werks liest sich wie ein Inhaltsverzeichnis der IAA. Mit dabei sind auch Premium-Hersteller und Luxusklasse.

Für Ruf und Leistung von BENTELER in Schwandorf sorgen rund 590 Beschäftigte und knapp 600 Roboter. Die Roboter sind überwiegend mit Schweißaufgaben und Handling beschäftigt – hinter Schutzgittern. Bei einem (bislang) einzigen Roboter kann und darf auf einen Schutzzaun verzichtet werden, beim FANUC Roboter CR-35iA.

Hauptsächlich werden rostfreie Stähle und in zunehmendem Maß Aluminium verarbeitet. Dabei sind Fertigungstiefe und Automationsgrad hoch. So gibt es unter anderem Hydroforming-Anlagen, Laser-Schneidanlagen und CNC-Bearbeitungsmaschinen. Alle Linien sind automatisiert, auch die Inline-Qualitätskontrolle. Um wirklich sicher zu gehen, werden zu Schichtbeginn je drei Bauteile aus der laufenden Produktion im Messraum einer umfangreichen Qualitätsprozedur unterzogen. Fertigungsleiter Werner Gaisa: „Wir fertigen Premiumprodukte für unsere Kunden stets mit dem Fokus auf Qualität, Sicherheit und Effizienz.“

Produziert werden beispielsweise Träger für Sicherheitsbügel von Cabrios. Die Sicherheitsbügel schützen die Insassen zuverlässig im Fall eines Überschlags.

„End of the Line“ wird die Funktion dieser Baugruppe dann getestet. Da das Trägersystem des Sicherheitsbügels mechanisch arbeitet, lässt sich die Funktion an jedem Bauteil mehrfach prüfen. Die gesamte Baugruppe wiegt um die 14 kg – über die ganze Schicht ein Kraftakt im manuellen Betrieb. Das Einlegen in die Prüfstation und das Ablegen in einem Transportgestell war die Aufgabe, die Tobias Wolfsteiner, Roboterexperte und Projektkoordinator, zusammen mit der Fertigungsleitung als „Testfeld“ für den grünen FANUC Roboter ausgesucht hatte. Zukünftig werden bei BENTELER einfache Tätigkeiten, wie der Transport von Teilen im Werk, sukzessive abgebaut und von automatischen Systemen übernommen, um Arbeitsplätze ergonomisch, leise und körperlich schonend zu gestalten.

Auch kollaborativ Geld verdienen

Werner Gaisa: „So technologiegetrieben wir auch sind, darf man eines nicht vergessen: Wir müssen Bauteile produzieren.“ Für die Prüfmaschine im kollaborativen Modus gilt ein Tempolimit von 250 mm/s. Im automatischen Modus erreicht er seine Maximalgeschwindigkeit von 750 mm/s.

Solange die Scanner im Umfeld des Roboters keine Person detektieren, darf der CR-35iA mit „Vollgas“, in diesem Fall: 750 mm/s, in der automatisierten Bewegung fahren, um das fertige Teil in einem Gestell abzulegen. Sobald der Roboter das Bauteil aus der Maschine entnommen hat, hält er es im Zugriffsbereich des Bedieners so lange, bis der die beiden Prüflabel der Qualitätskontrolle rechts und links am Bauteil angebracht hat. Auf diesen Labels ist unter anderem die Zeit aufgedruckt, in der der Überrollbügel in der Maschine ausgeschossen wurde.

Sobald der Roboter die Baugruppe im Transportgestell abgelegt hat, nimmt er mit einer am Handgelenk montierten 2D-Kamera die aktuelle Position des Gestells auf, um das nächste Teil ohne weitere Positionssuche mit maximaler Geschwindigkeit ablegen zu können. Markus Fischer, der zuständige Maintenance-Ingenieur: „Wir verwenden unterschiedliche Transportwagen. Da muss das immer passen.“

Derzeit sehen die Verantwortlichen 35 kg erst einmal als Obergrenze für die kollaborative Robotik. Mit knapp 32 kg ist der grüne CR-35iA gut ausgelastet. Eine andere Wahl gab es nicht, denn viele Bauteile liegen über sieben oder zehn Kilogramm Eigenmasse, da spielten „Laborroboter“ bei der Auswahl keine Rolle. Der auf dem serienmäßigen M-20iA basierende FANUC Roboter bringt zudem mit 1.813 mm auch eine vernünftige Reichweite für industrielle Anwendungen mit.

Inzwischen haben sich auch schon Kunden aus der Automobilindustrie über den CR-35iA vor Ort erkundigt und Informationen über den Robotereinsatz eingeholt.

 

Über BENTELER

Mit rund 30.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern an 161 Standorten in 40 Ländern steht die BENTELER-Gruppe für herausragende Material-, Fertigungs- und Technologiekompetenz in den Bereichen Automotive, Steel/Tube und Distribution. Unter dem Dach der strategischen Führungsholding BENTELER International AG sind die drei Divisionen BENTELER Automotive, BENTELER Steel/Tube und BENTELER Distribution organisiert. Kontinuierlicher Fortschritt durch neue Werkstoffe, Technologien und Produkte sowie langfristiges, profitables Wachstum sind die tragenden Säulen der 140-jährigen Erfolgsgeschichte der BENTELER-Gruppe, die sich in vierter Generation in Familienbesitz befindet.

 

Über BENTELER Automotive

BENTELER Automotive bietet in fast allen Märkten weltweit Entwicklung, Produktion und Services vor Ort an – stets mit dem Fokus auf Qualität, Sicherheit und Effizienz. Zu unseren Produkten zählen unter anderem Komponenten und Module für Fahrwerk, Karosserie, Motor und Abgassysteme. Unsere Kunden sind nahezu alle großen Fahrzeughersteller. In enger Zusammenarbeit mit ihnen setzen wir auf Basis unserer Gesamtfahrzeugkompetenz neue Ideen und Lösungen erfolgreich um. Mit 74 Werken in insgesamt 24 Ländern und 21.326 Mitarbeitern verfügen wir über ein internationales Produktionsnetzwerk, das wir kontinuierlich erweitern.