Autonome Schweißroboterzelle und Monitoring Tool für die Prozesskontrolle
Perfekte Rahmen für den Mercedes G
Fertigungsprozesse für das Premiumsegment im Automobilbau: Bei Anlagenkonzeption und Entwicklung arbeiten OEMs und Tier1 mit ihren Zulieferern oftmals Hand in Hand. Zur Qualitätssicherung und Verbesserung seiner Produktionsabläufe greift der Magna-Konzern dabei auf Schweißtechnik von Fronius zurück. Magna Presstec fügt dann den Rahmen des Mercedes G, auch unter Verwendung der Fronius-Softwarelösung WeldCube Premium.
Der Automobilzulieferer Magna fertigt in Lebring – eine halbe Autostunde südöstlich von Graz – die Basis des G-Modells von Mercedes. Die Firma Magna Steyr Fahrzeugtechnik bringt den Premium-Offroader dann zur Vollendung. „Innerhalb des Magna-Konzerns – mit seinen rund 158.000 Mitarbeitern weltweit – ist Magna Presstec in die Unternehmensgruppe Cosma (Body and Chassis) eingegliedert“, erklärt Kurt Hartmann, Bereichsleiter der Qualitätssicherung und Schweißaufsicht für die Rahmenproduktion der Mercedes G-Linie. Die Firma Presstec selbst beschäftigt rund 1.200 Mitarbeiter – aufgeteilt auf die österreichischen Standorte Weiz und Lebring sowie das slowakische Bratislava.
Anforderungen an die Schweißtechnik
„Beim verwendeten Stahl handelt es sich überwiegend um Blechstärken von 2 bis 4mm, die mittels 657 Schweißnähten zusammengefügt werden. Die gesamte Schweißnahtlänge umfasst 76m pro Rahmen. Die Schweißherausforderung liegt für uns im Wesentlichen darin, den 4,2m langen Fahrwerkrahmen Schicht für Schicht – immer innerhalb der vom Kunden vorgegebenen Toleranzen sowie der geforderten Qualität – aufzubauen“, verdeutlicht Hartmann. Deshalb gab es bei der Ausstattung der Produktionsanlage unterschiedliche Anforderungen an die Fügetechnik: Hohe Lichtbogenstabilität bei perfektem Einbrand war gesetzt, um die dringend notwendige Stabilität des massiven Rahmens generieren zu können. Die Top-Qualität erfordert zudem einen möglichst geringen Verzug und kontrollierbare Wärmeeinbringung. Hinsichtlich der Produktivität brauchte es noch hohe Schweißgeschwindigkeiten.
„Der PMC (Pulse Multi Control)-Prozess von Fronius konnte unsere Anforderungen erfüllen“, versichert Hartmann, selbst Schweißfachmann. „Dafür war die modulare Schweißgeräteplattform TPS 500i Voraussetzung. Einfache Bedienung und die problemlose Anbindung an den Roboter sollten das Paket für uns abrunden. Aktuell haben wir auf der Mercedes G-Linie mittlerweile 36 dieser Schweißsysteme im Einsatz. Zusätzlich auch einige TPS320i-Systeme für etwaige Handschweißarbeiten zur Qualitätskontrolle.“
Autonome Fertigung in drei Abschnitten
„Unser Anspruch ist, dass jeder Rahmen absolut gleich ist – Abweichungen gilt es auszuschließen“, erklärt Hartmann. Produziert wird in einer bestens ausgestatteten Werkshalle auf über 100m Länge. Die in weiten Teilen autonome Produktion entspricht höchsten Standards, und die abgestimmten Robotersysteme greifen nahtlos ineinander. Dadurch ist es möglich, dass alle 10min ein robuster und aus vielen Einzelteilen gefügter G-Rahmen die Werkshalle verlässt.
Gefertigt wird in drei Abschnitten: Vorder- und Hinterbau werden simultan produziert. Einige Mitarbeiter bestücken zu Beginn die Schweißvorrichtungen. In den Zellen werden die Komponenten dann mittels Schweißrobotern gefügt. Ein Handling-Roboter nimmt die fertigen Komponenten auf, transportiert sie zur nächsten Zelle und bringt sie dort in Position. Am Ende jedes Abschnitts folgt eine für Mitarbeiter unzugängliche Zelle. Diese dient zum einen dem Ausschweißen der langen Nähte. Sie wird aber auch als Abkühlstation verwendet oder als komplexe Station, wie z.B. für das Squeezing: Dabei werden die Unterschalen mit den Oberschalen der Längsträger verschachtelt, in Position gebracht und unter Druck verschweißt.
Im Unterbau – dem letzten Fertigungsabschnitt – werden schließlich Vorder- und Hinterbau miteinander verheiratet. Der Rahmen nimmt nun seine markante Form an. Die letzten Arbeitsschritte beinhalten dann das Stanzen von ausgekoppelten Anbindungspunkten für das Fahrwerk. Zusätzlich schießt eine Hubzündung 192 Bolzen auf den Rahmen. Abschließend werden die Qualität der Schweißnähte kontrolliert, etwaige Schweißspritzer entfernt und gegebenfalls Schweißnähte nachgearbeitet. Final vermisst robotergesteuerte Lasertechnik den Rahmen nochmals und prüft, ob er allen Qualitätskriterien entspricht.
