Automatisierung der Handhabung schwerer Bauteile: Wie eine schlüsselfertige Lösung Sicherheit und Durchsatz für einen US-amerikanischen Automobil-Erstausrüster verbesserte

Die Herausforderung: Sichere und schnelle Handhabung schwerer, komplexer Teile

Für Automobilhersteller zählt jede Sekunde am Fließband – jedoch nicht auf Kosten der Sicherheit der Bediener. Bei einem großen Automobilhersteller mit Sitz in Michigan wurden rollgeformte Teile, die in Ladeflächen von Pick-ups zum Einsatz kommen, manuell entladen und positioniert. Jedes Teil wiegt bis zu 10 lbs (4,5 kg) und ist etwa 6„ breit, 4“ hoch und 51,5" lang (152 mm breit, 102 mm hoch und 1.308 mm lang). Das wiederholte Heben, Drehen und präzise Positionieren stellte eine erhebliche ergonomische Belastung für die Produktionsmitarbeiter dar und schränkte die mögliche Laufgeschwindigkeit der Linie ein.

Der Kunde wollte die Produktionskapazität und den Durchsatz steigern, war sich jedoch bewusst, dass jede Lösung auch die zugrunde liegenden Sicherheits- und Ergonomierisiken berücksichtigen musste. Anstatt ein generisches Handhabungssystem nachzurüsten, wandte er sich an unser Team in Detroit, um eine Lösung zu entwickeln, die speziell auf das Bauteil, die Produktionslinie und die dort tätigen Mitarbeiter zugeschnitten ist.

Ausgangspunkt war die Anwendung, nicht das Produkt

Wir begannen mit einer detaillierten Bewertung des Produktionsablaufs des Kunden, der Traglastmerkmale, der verfügbaren Stellfläche und der Sicherheitsanforderungen. Erst nachdem wir die Anwendung vollständig verstanden hatten, definierten wir den optimalen Automatisierungsansatz und entwickelten das integrierte System speziell für die jeweilige Handhabungsherausforderung.

Diese anwendungsorientierte Denkweise ist zentral für die Zusammenarbeit unserer lokalen Ingenieurteams mit OEMs. Das Ziel besteht niemals darin, einfach nur Komponenten zu spezifizieren – vielmehr geht es darum, ein System zu entwerfen, das messbare Verbesserungen bei Produktivität, Ergonomie und der allgemeinen Prozesssicherheit liefert.

Eine hybride Bewegungssteuerungslösung, die auf das Werkstück zugeschnitten ist

Angesichts der hohen Lasten, der sich wiederholenden Bewegungen und der komplexen Handhabung benötigte das System eine robuste Bewegungssteuerungsarchitektur, die einen präzisen und schnellen Betrieb ermöglicht. Das Herzstück der endgültigen Lösung bildet unsere maßgeschneiderte kartesische Bewegungssteuerungstechnologie, die eine exakte dreiachsige Bewegung ermöglicht, um die Rollen mit wiederholbarer Präzision zu positionieren und auf die Ladefläche des LKWs abzuladen.

Um Geschwindigkeit und Genauigkeit über den gesamten Handhabungszyklus hinweg in Einklang zu bringen, haben wir unsere pneumatischen Antriebe von IMI Norgren – die sich effizient für die Bewegung leichterer Bauteile eignen – mit unseren elektrischen Antrieben von IMI Bahr kombiniert, die schwerere Lasten präzise positionieren. Der hybride Ansatz ermöglicht gleichzeitige, kontrollierte Bewegungen im gesamten System, wodurch Zykluszeiten verkürzt und der Materialfluss entlang der Montagelinie optimiert werden.

Sicherer Betrieb, höherer Durchsatz

Das neue System hat sowohl die Produktivität als auch den Arbeitsalltag der Mitarbeiter an der Fertigungslinie verändert. Durch den Wegfall des wiederholten manuellen Hebens und Positionierens von Lasten bis zu 10 lbs (4,5 kg) haben wir ergonomische Risiken deutlich reduziert und eine sicherere Arbeitsumgebung für die Produktionsmitarbeiter geschaffen. Gleichzeitig hat die hybride pneumatisch-elektrische Architektur zu einer erheblichen Steigerung der Produktionskapazität geführt, indem sie die Zykluszeiten drastisch verkürzt und gleichzeitig den Materialfluss konsistent und vorhersehbar gehalten hat.

Für den OEM ist das Ergebnis ein einziges, integriertes Handhabungssystem, das eine höhere Produktionsleistung ermöglicht, ohne das Wohlbefinden der Bediener zu beeinträchtigen – zwei Prioritäten, die in der Massenfertigung oft in entgegengesetzte Richtungen ziehen.

Der Wert eines schlüsselfertigen Partners aus einer Hand

Für Ron Slone, Vice President of Sales, Americas, Industrial Automation bei IMI, spiegelt das Projekt einen allgemeinen Wandel in den Anforderungen wider, die OEMs an ihre Automatisierungspartner stellen. „Unser Fokus lag darauf, ein System zu entwickeln, das nicht nur die Produktivität steigert, sondern auch die ergonomischen Aspekte des Prozesses verbessert“, erklärte er. „Durch die Minimierung manueller Arbeitsschritte und die Steigerung der Systemeffizienz konnten wir die Betriebsabläufe des Kunden erheblich optimieren.“

Jad Khattab, Leiter des Bereichs Fabrikautomation bei IMI Detroit, hob die Bedeutung der Zusammenarbeit und der lokalen Fachkompetenz für das erzielte Ergebnis hervor.

Warum dies für die moderne Automobilfertigung wichtig ist

Dieses Projekt zeigt, wie integrierte Automatisierung, die auf die Anwendung und nicht auf den Katalog zugeschnitten ist, echte betriebliche Vorteile für Automobil-OEMs erschließen kann. Indem wir unser gesamtes Portfolio und unsere lokale Anwendungstechnik in einem schlüsselfertigen System aus einer Hand bündeln, entwerfen, bauen und betreuen wir es als ein einziger Partner. Das bietet OEMs einen klareren Weg von der Herausforderung bis zur Inbetriebnahme – mit weniger Integrationsrisiken auf diesem Weg.

Für Hersteller, die unter dem Druck stehen, die Produktion zu steigern, die Ergonomie zu verbessern und komplexe Handhabungsprozesse sicherer zu gestalten, ist die Botschaft dieses Projekts eindeutig: Die größten Vorteile ergeben sich, wenn Bewegungssteuerung, Antriebstechnik und Engineering-Know-how gemeinsam und unter Berücksichtigung der realen Gegebenheiten der Fertigungslinie konzipiert und bereitgestellt werden.