In 35 Wochen zur Produktionslinie

Karosseriebau überkopfbeim Alfa Romeo Giulia

Für die Herstellung des Alfa Romeo Giulia ist eine Karosserieplattformlösung nötig, die flexibel genug für zukünftige Produktalternativen ist. In einer speziell für die Handhabung hochentwickelter Leichtbaumaterialien konzipierten Aufbaustation kommen überkopfmontierte Gelenkroboter von Comau zum Einsatz. Die Anlage sorgt für eine hohe Wiederholgenauigkeit und eine Vereinfachung der automatisierten Montage.

An der ersten Station werden strukturelle oder innere Teile der Karosserie sowie deren Steitenteile montiert, während in der anschließenden Phase die Außenhülle hinzugefügt wird. (Bild: Comau Deutschland GmbH)

Für die Fertigung des Alfa Romeo Giulia musste der Automobilhersteller eine flexible, hochvolumige Karosserie-Rohbauanlage konzipieren, um die hochgesteckten Produktions- und Markteinführungsziele zu erreichen. Das Besondere an der Modellreihe ist die Kombination aus Aluminiummotoren, hoher Leistung, 50/50-Gewichtsverteilung und fahrerorientierten Details. So war das Auto von Anfang an für die drei Ausstattungsvarianten Giulia, Giulia Super, Giulia Veloce mit je individuellen Merkmalen und Leistungsspezifikationen konzipiert. Zusammen mit der Giulia Quadrifoglio haben die Versionen dieselbe Leichtbauarchitektur und werden auf derselben Montagelinie gefertigt. Ergänzend hinzu kam, dass diese Montagelinie im bestehenden FCA-Werk im italienischen Cassino installiert wurde und eine Karosserieplattformlösung nötig war, mit der sich die Flexibilität für zukünftige Produktalternativen sicherstellen ließ.

Co-Engineering-Ansatz

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, wurde Comau damit beauftragt, sich federführend mit der Fertigungsstrategie zu befassen. Entscheidend dabei war der Co-Engineering-Ansatz, insbesondere in Anbetracht des engen Projektzeitplans und der Notwendigkeit, die neue Montagelinie auf einer vorhandenen Industriebranche mit den dazugehörenden Grundrissbeschränkungen zu errichten. Comau wurde zum festen Bestandteil eines kooperativen Co-Designteams, dessen erste Aufgabe darin bestand, die Projektanforderungen hinsichtlich Produktion, Konstruktion und Prozessfertigung zu definieren. Während der gemeinsamen Projektierungsphase tauschte das Team technologische Besonderheiten aus, verständigte sich über den Fertigungsansatz und verbesserte wesentliche Faktoren, um sicherzustellen, dass die technologische Basis die Großserienanwendungen bewältigen konnte. Hier konzipierte und entwickelte Comau basierend auf dem modularen, flexiblen und erweiterbaren Opengate-Aufbausystem eine Komplettlösung, die eine hohe Wiederholgenauigkeit garantiert und für bis zu vier verschiedene Modelle geeignet ist, um eine hohe Flexibilität und Investitionsrendite sicherzustellen. Aufgrund der kompakten und schlanken Architektur, mit bis zu 18 überkopfmontierten Robotern und bis zu sechs speziellen Framing Gates für Hochgeschwindigkeitsvorgänge mit hoher Dichte, konnte die Robotik-Lösung die automatisierte Montage der Giulia vereinfachen und gleichzeitig die Produktionsziele erfüllen. Die Konfiguration verwendete außerdem Teile des modularen ComauFlex-Systems, einschließlich des Closed-Loop-Montage- und Fügesystems VersaRoll. Das System wird hauptsächlich für Seitenteile- und Unterboden-Montagelinien eingesetzt und sorgt für einen schnellen Teiletransport, was die nicht-wertschöpfende Zeit verkürzt. Darüber hinaus nutzt sowohl das Opengate- als auch das Versaroll-System überkopfmontierte Roboter, was eine große Roboterdichte zulässt und die Anzahl von Fügeoperationen an jeder Station erhöht. Für den Bau dieser komplexen und flexiblen Produktionslinie musste das gemeinsame Engineering-Team auf praktisch jeder Prozessebene zusammenarbeiten, insbesondere in Anbetracht der knappen Zielvorgabe von 35 Wochen zwischen Projektstart und vollständiger Einsatzbereitschaft. Zwei Elemente, die entscheidend zum Erfolg des Projekts beigetragen haben, waren der Einsatz virtueller Simulationstechniken und Comaus World Class Manufacturing-Ansatz.

Simulation der Produktionslinie

Zusammen mit dem Alfa-Romeo-Team entwickelte Comau virtuelle Prüfzellen, um das Verhalten der Materialien bei Fügeprozessen zu bewerten, die in der Großserienfertigung stattfinden. Außerdem führte das Team physikalische Prüfungen in Bezug auf spezielle Faktoren durch, zum Beipiel die Verbindungsqualität unterschiedlicher Fügetechniken wie Nieten, Verschrauben und Schweißen. Schließlich ermittelte das gemeinsame Engineering-Team anhand verschiedener Tests, welche Parameter erforderlich waren, um den Fertigungsprozess zu verbessern, die Geometrie der verschiedenen Baugruppen zu überprüfen sowie ein Höchstmaß an Leistungsfähigkeit und Fahrzeugqualität sicherzustellen. Der Einsatz virtueller Zellen ermöglichte dem Team eine präzise, detaillierte Simulation der gesamten Produktionslinie. Indem die verschiedenen Abläufe auf virtuelle Weise geprüft wurden, bevor die Linie physikalisch realisiert war, konnten die Unternehmen potenzielle Probleme ermitteln und die zu erwartenden Resultate verbessern. Außerdem wurde die virtuelle Simulation genutzt, um die voraussichtlichen Taktzeiten für die neue Fertigungslinie zu bestimmen. Diese Details waren insbesondere deswegen wichtig, weil die Bewegungs- und Zeitabläufe der zahlreichen Roboter sowie deren Ausrüstung bei den vielen durchzuführenden Arbeitsvorgängen präzise zu koordinieren waren.

Da die Roboter vollständig und ungehindert Zugang zum strukturellen Skelett des Fahrzeugs haben, lassen sich Schweißvorgänge effizienter und präziser als bei herkömmlichen Verfahren ausführen.

Das könnte Sie auch interessieren

Bei der All About Automation Leipzig am 12. und 13. September war ein abwechslungsreiches Ausstellerspektrum vertreten. Mehr als 1.000 Fachbesucher (2017: 864) informierten sich bei 110 Ausstellern (2017: 95).  ‣ weiterlesen

Die gute Auftragslage und der hohe Auftragsbestand sorgen dafür, dass die Maschinenbaufirmen auch 2019 mit Produktionszuwächsen rechnen können.  ‣ weiterlesen

Bei der Entwicklung neuer Motion-Anwendungen im Maschinenbau gilt es Zeit zu sparen, um möglichst schnell am Markt zu sein. Dabei nehmen moderne Software Tools einen immer größeren Stellenwert ein, denn sie ermöglichen einen reduzierten Engineering-Aufwand und die parallele Entwicklung von Hardware und Logik. ‣ weiterlesen

Mit den Seilzugebern SGH25 und SGH50 erweitert Siko seine SGH-Serie, deren Messlängen jetzt von null bis 5m reichen. Möglich macht das ein seilbasiertes Funktions- und Konstruktionskonzept, das Sensorik, Elektronik und Mechanik vollständig in den Zylinder integriert. Das kompakte Design eignet sich auch für größere Zylinderhübe, die in Hydraulikzylindern und Teleskopzylindern von Baumaschinen, Landmaschinen oder in Nutzfahrzeugen vorzufinden sind.
‣ weiterlesen

Mit einem Funknetzwerk können Maschinen- und Anlagenbauer auf einfache Weise komplexe Aufgabenstellungen der Sensor-Aktor-Kommunikation lösen. Die neueste sWave-Net-Generation lässt sich mit der Sensor Bridge als Kommunikations- und Konfigurationsschnittstelle direkt in die übergeordnete IT-Infrastruktur einbinden. ‣ weiterlesen

Der Trend zu branchenübergreifenden OPC UA Companion Specifications bringt einige Herausforderungen mit sich, z.B. die branchenweite Abstimmung von Inhalten eines Informationsmodells. Um dieser Situation mit einem vereinheitlichten Vorgehen zu begegnen, wird zusammen mit vielen Hinweisen für Organisatoren, Moderatoren und Teilnehmer durch den VDMA-Arbeitskreis ein Leitfaden als Einheitsblatt veröffentlicht. Um den Anspruch des Leitfadens nach Wiederverwendung zu unterstützen, wird als weiteres Hilfsmittel eine Darstellung der Zusammenhänge zwischen Companion Specifications untereinander und den zugrunde liegenden Standards vorgestellt. ‣ weiterlesen