Moderne Schraub- und Schweißtechnik schafft beim Audi A3 sichere Verbindungen

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Keine Frage: Die 2012 von Audi neu in Betrieb genommene Halle N60 ist eine Glanzleistung in Sachen progressiver Technik und ein hochmodernes Industriegebäude, das seinesgleichen sucht. Auf rund 60.000 Quadratmetern Nutzfläche mit vier Kilometern Fahrstraßen gliedert sich die Halle in zwei Fertigungsebenen plus Fördertechnik und darüber liegenden Versorgungsstegen für alle relevanten Leitungen.
Der hohe Technologiestand basiert auf dem Audi-Produktionssystem APS, das mit Takt, Fluss, Pull und Perfektion eines der flexibelsten und effizientesten der Automobilindustrie ist.
Lorenz Mittel, zuständig für Technologiethemen im Karosseriebau des A3 in Ingolstadt, verweist nicht ohne Stolz auf den Umlauf und die hohen Stückzahlen: „Wir produzieren hier seit rund zweieinhalb Jahren in Serie. Den großen Stückzahlensprung von anfänglich rund 400 auf die heutigen 850 Fahrzeuge pro Tag haben wir in nur wenigen Wochen geschafft und fertigen seither im Drei-Schicht-Betrieb täglich unterschiedliche, den Kundenwünschen entsprechende Modelle des Audi A3 in freiem Mix.“

Hochautomatisierte Fertigung

Der A3 gilt durch puristisches Design und Funktionalität als Premium-Fahrzeug der Kompaktklasse. Dieser Erfolg basiert nicht zuletzt auf der hochautomatisierten Fertigung. Die komplette Karosseriebaulinie ist in 130 Einheiten unterteilt und beschäftigt rund 800 Mitarbeiter. Unter den insgesamt 850 Industrierobotern sind 429 Schweißroboter, 335 Handlingroboter und 86 Kleberoboter. Viele Roboter, die Einzelteile wie zum Beispiel den Radhauskasten zusammenschweißen, sind in Gruppen zusammengefasst.
Audi setzt in puncto der Verbindungstechniken Schrauben und Schweißen im Karosseriebau durchgängig auf Rexroth-Lösungen. Mittel begründet diese Entscheidung: „Bei der Planung einer Halle verfolgen wir konsequent die neuesten Technologieentwicklungen. Allerdings muss unser extrem hoher Automatisierungsgrad gleichzeitig ausgereift und beherrschbar sein. Deshalb setzen wir gern bereits bewährte Systeme ein, die durch fortschrittliche Technologie, Qualität und hohe Verfügbarkeit überzeugen. Bosch Rexroth ist hier ein zuverlässiger Partner für die Verbindungstechnik aus einer Hand. Im Detail heißt das für uns automatisierte Schrauberwechsel an Robotern zur Unterstützung der kurzen Taktzeiten sowie vollautomatisch und prozesssicher erzeugte Schweißpunkte, die den hohen Audi-Qualitätsstandards entsprechen.“

Qualität an 4.500 Schweißpunkten

Bei der Fertigung von täglich 850 Karosserien spielen die Faktoren Präzision, Zeit, Wirtschaftlichkeit und Zuverlässigkeit dominierende Rollen. Der A3 hat je nach ­Modell rund 4.500 Schweißpunkte bei unterschiedlichsten Blechkombinationen. „Das vielfach felderprobte Rexroth-Mittelfrequenz-/Gleichstrom-Schweißsystem PS6000 erfüllt an den hier eingesetzten 510 Schweißzangen unsere hohen Ansprüche an prozesssichere Schweißqualität und Wirtschaftlichkeit. Mit dem adaptiven Strom-/Spannungsregler und der integrierten Prozessüberwachung nutzen wir zwei wichtige qualitätssichernde Module dieser Schweißsteuerung“, erläutert Mittel.
„Durch die integrierte Prozessüberwachung konnten die Prüfzyklen erweitert werden“, betont er und bestätigt die Vorzüge im alltäglichen Einsatz: „Die Wiederholgenauigkeit des Schweißvorgangs ist sehr gut, mögliche Störgrößen werden eliminiert und die Qualität der Schweißpunkte überzeugt. Wir profitieren somit von der Qualitätsverbesserung und geringeren Betriebskosten bei gleichzeitig hoher Flexibilität des Produktionssystems, die notwendig ist, um die unterschiedlichen Blechkombinationen sicher zu verschweißen.“

Vollautomatischer Schrauberwechsel

Qualität ist auch das wichtigste Stichwort, wenn es um die zahlreichen Schraubverbindungen des Audi A3 geht, von denen am gesamten Fahrzeug 250 in die oberste Kategorie „sicherheitsrelevant“ einzuordnen sind. Damit wächst die Bedeutung der richtigen Auswahl der Verschraubung sowie der dafür am besten geeigneten Montagetechnik. Mittel bringt die Herausforderung auf den Punkt: „Unser hoher Automatisierungsgrad, kurze Taktzeiten und möglichst geringer Platzbedarf erfordern in Halle N60 automatisierte Wechsel von Schraubern an den Robotern. Wir sparen zusätzliche Roboter ein, indem wir in der laufenden Produktion innerhalb weniger Sekunden verschiedene Schrauberkombinationen an den Robotern an- und abdocken können.“
Diese anspruchsvolle Aufgabe übernimmt das Rexroth-Schraubsystem 350. Es ermöglicht den schnellen, verwechslungssicheren Werkzeugtausch und wird anhand des intuitiven Bediensystems BS350 programmiert und gesteuert. Die Schraubspindeln sind modular aufgebaut, so dass Audi sie exakt an den jeweiligen Schraubfall anpassen kann. Zudem können Messwertgeber redundant ausgelegt werden und erfüllen somit die hohen Ansprüche der VDI2862-Richtlinien an sicherheitskritische Verschraubungen. So bietet das Rexroth-Schraubsystem beim Anbau der Türen und der Heckklappenscharniere hochgenaue Schraubergebnisse – und das mit hohen Standzeiten, da die Spindeln auf eine Million wartungsfreie Zyklen unter Volllast ausgelegt sind, so dass Audi von den hohen Standzeiten profitiert.

Technik-Highlight und Allrounder

Eines der Highlights im Karosseriebau des A3 ist der Anbau der Türen, bei dem die Verschraubung vollständig automatisiert ist. Die Karosserien werden in eine Station gefahren, fixiert und gemessen, so dass die beidseitig anfahrenden Schraub­roboter jederzeit die exakte Position der Karosserie und somit der Schraubstellen kennen. „Die Schrauber arbeiten wegen ihrer zuverlässig hohen Qualität und langen Standzeiten sehr unauffällig. Bei jeder Schraubverbindung werden Größen wie Drehmoment und Drehwinkel überwacht und dokumentiert. Durch Zusammenführung des Schraubergebnisses und der fahrzeugbezogenen Schraubverbindung können diese Daten in unsere Dokumentationsdatenbank integriert werden. Somit werden sämtliche Daten automatisch auf unserem eigenen Datenserver in der Halle abgespeichert“, betont Mittel.
Und dann verweist der Experte für die Technologieentwicklung noch auf einen weiteren Aspekt der Audi-Fertigungsphilosophie: „Unsere Straßenführer, also die Anlagenbediener, sind Allrounder. Sie müssen alle angewandten Techniken von den Schraubsystemen bis hin zu den Überwachungssystemen kennen, Teile bestellen, auf die Qualität achten und die Wartung selbst durchführen. Da ist es sehr hilfreich, dass wir mit Bosch Rexroth einen kompetenten Lieferanten haben, der Schraub- und Schweißtechnik aus einer Hand liefert und mit dem wir sowohl langfristig als auch international an anderen Audi-Standorten arbeiten
können.“ jbi |

Dipl.-Inf. Horst Biedenbänder ist Produktmanager für den Bereich Widerstandsschweißen und Schraubsysteme bei der Bosch Rexroth AG.

  • Audi setzt bei den Verbindungstechniken Schrauben und Schweißen im Karosseriebau durchgängig auf Rexroth-Lösungen.
  • Rexroth-Schweißsteuerungen PS6000 zum Erzielen von prozesssicherer Schweißqualität.
  • Das Rexroth-Mittelfrequenz-/Gleichstrom-Schweißsystem PS 6000 erfüllt an 510 Schweißzangen die hohen Ansprüche an prozesssichere Schweißqualität und Wirtschaftlichkeit bei Audi.
  • Rexroth-Schraubsystem 350 mit vollautomatisiertem Schrauberwechsel.
  • Eines der Highlights im Karosseriebau des A3: Der Anbau der Türen, bei dem die Verschraubung vollständig automatisiert ist.
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