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Bei manuellen Tätigkeiten zählt jedes Gramm

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Opel montiert Getriebevariante flexibel mit Akkuschrauber

Auch wenn die Anzahl kundenspezifischer Varianten wächst, müssen die Fertigungsplaner nicht jedes Detail in die Serienfertigung integrieren, wie das Beispiel einer Getriebevariante für den südafrikanischen Markt bei der Opel Wien GmbH zeigt. Zwei Akku-Winkelschrauber stellen eine kabellose mobile Lösung dar, um den Schaltmechanismus flexibel auszutauschen. Diese bietet zudem werksweit Vorteile als Stand-by-Lösung an den Fertigungslinien.

Essen/Wien, September 2014. Durchschnittlich alle 24 Sekunden laufen bei Vollauslastung im Opel-Werk Wien-Aspern jeweils ein 5- und ein 6-Gang-Getriebe sowie ein Motor mit 1,0, 1,2 oder 1,4 l Hubraum vom Band. „Im General-Motors-Konzern ist dieses das größte Powertrain-Werk“, berichtet Michael Lackner, Leiter der Montageplanung bei der Opel Wien GmbH. „Sehr hoch ist bei uns allerdings auch die Diversifikation: Von vornherein lassen sich nicht mehr alle möglichen Varianten eines Getriebes oder Motors automatisch in der Linie aufbauen.“

Ein Beispiel findet sich in der 5-Gang-Getriebe-Linie. In Wien werden auch Getriebe für den Einsatz in Südafrika produziert, doch benötigen diese einen modifizierten Schaltmechanismus. Dessen Montage ließ sich nicht mehr effizient in den Ablauf der Linie integrieren. „Deshalb haben wir, auch wegen der geringeren Stückzahlen, beschlossen, zunächst ein Standard-Getriebe zu produzieren. Bei diesem tauschen wir dann den Schaltmechanismus aus“, fährt Lackner fort.

Flexibilität und Ergonomie sprachen für eine kabellose Lösung

Abseits der Linie entstand so ein Arbeitsplatz für den Austausch des Schaltmechanismus. Dazu muss ein Werker die vier Schrauben lösen, den Mechanismus wechseln und die vier Schrauben wieder anziehen. „Wir wollten flexibler werden und etwas für die Ergonomie tun. Deshalb war für uns klar, dass wir für diese Arbeit den kabellosen Weg gehen“, erinnert sich der Fertigungsprofi. Die passenden Werkzeuge fand man bei Atlas Copco Tools in Form zweier Akku-Winkelschrauber des Typs Tensor STB: Ein ETV STB 33 für Drehmomente zwischen 4 und 15 Nm sowie ein ETV STB 63 für 15 bis 50 Nm decken praktisch alle relevanten Schraubfälle ab. „Die beiden Schrauber passten nicht nur von den Drehmomentwerten, sondern überzeugten vor allem bezüglich Akkulaufzeit und Gewicht.“

Man habe alternative Systeme im Haus gehabt, doch sei bei denen schon der Schrauber allein rund ein halbes Kilogramm schwerer gewesen, sagt Michael Lackner. „Wenn es um manuelle Tätigkeiten geht, zählt bei uns aber jedes Gramm!“ Ergonomie sei ein wichtiges Kriterium. Gut sei auch, dass man sich auf die Angaben von Atlas Copco bezüglich der Akkulaufzeit und Ladezeiten verlassen könne. „Da wir nicht in jeder Schicht mit den Schraubern arbeiten, ist es wichtig, dass die Werkzeuge jederzeit einsatzbereit sind.“

Volle Prozessüberwachung – auch ohne Kabel

Wichtig für Opel Wien war mit Blick auf die Dokumentationsanforderungen und die Nachverfolgbarkeit der Montage noch ein weiterer Aspekt: Bezüglich der Prozesssteuerung und -überwachung stehen die STB-Tensoren den kabelgebundenen Tensor-ST-Elektroschraubern in nichts nach. Denn sie können drahtlos per WLAN mit ihrer Power-Focus-Steuerung kommunizieren. „Dadurch können wir zu jeder Seriennummer nachvollziehbar die Schraubdaten speichern“, erläutert Lackner. „Das zu realisieren, war zudem sehr einfach: Atlas Copco hat uns ein komplettes Plug-and-play-System vorgestellt – sobald der Schraubfall eingestellt ist, kann es losgehen; jederzeit und überall im Werk.“ Und für die Integration in die Liniensteuerung mit der dahinterliegenden Oracle-Datenbank war eine kompatible Schnittstelle vorhanden. „Wir konnten das in Eigenregie installieren, ohne dass wir dazu auf unsere IT-Abteilung zurückgreifen mussten.“

Ist heute ein Getriebe für Südafrika bestimmt, wird es aus der Linie ausgeschleust und an den separaten Arbeitsplatz für den Austausch des Schaltmechanismus gebracht. Mit dem auf dem Tensor STB montierten, als Zubehör erhältlichen Barcode-Scanner wird anschließend zunächst die Seriennummer eingelesen und mit dieser ein Datensatz angelegt. Daraufhin wird der Schrauber freigeschaltet, und der Werker kann die vier Halteschrauben lösen, den Schaltmechanismus austauschen und wieder montieren. Mit der Übertragung der Schraubdaten – hier Drehmoment und zur Kontrolle der Drehwinkel – an die Power-Focus-Steuerung des Tensors ist der Datensatz vollständig und die Montage abgeschlossen; bei Bedarf kann aber auch umgehend eine neue Seriennummer gescannt und weitergearbeitet werden.

Für die Werker ist der Einsatz der Akku-Tensoren besonders einfach: Mit den Schraubern schaffte Opel Wien gleichzeitig einen sogenannten „Selektor 8“ an, eine Aufnahme für bis zu acht Stecknüsse. Das Pfiffige: Abhängig von der Stecknuss, die der Werker entnimmt, schickt die Schraubersteuerung automatisch die korrekten Verschraubungsparameter an das Werkzeug. Je Nuss lassen sich zudem mehrere Schraubfälle hinterlegen, doch Opel Wien kommt mit sieben Fällen aus – jeder Nuss ist also eindeutig eine Verschraubung zugeordnet. „Seitdem das System installiert wurde, habe ich nichts mehr davon gehört“, freut sich Michael Lackner, „und das lag nicht daran, dass das System nicht genutzt wurde!“ Das zeige ihm, dass man die richtige Wahl getroffen habe. „Unsere Mitarbeiter nutzen insbesondere den kleineren der beiden Schrauber sehr gerne, und die Instandhalter können Schraubfälle sehr leicht programmieren.“ Ein paar Tests würden genügen, und schon könne es losgehen. Auf diese Weise haben sich die beiden Atlas-Copco-Schrauber bewährt.

Flexibler Einsatz auch für andere Aufgaben

„Neben dem Austausch der Schaltmechanismen sind die beiden Akkuschrauber auch noch in zwei weiteren Fällen von großem Nutzen – was ein Grund dafür war, dass wir zwei Tensoren mit unterschiedlichen Drehmomentbereichen beschafft haben“, fährt der Produktionsplaner fort. Einer davon hat mit dem sehr kompakten Aufbau der Montagelinie für das 5-Gang-Getriebe zu tun – Platz ist hier Mangelware. „Tritt an einer Montagestation ein Fehler auf, von dem beispielsweise zehn Getriebe in Folge betroffen sind, kann es in der Reparaturschleife zu einem Stau kommen.“ Mit den beiden mobilen Tensoren lässt sich das Problem aber vermeiden. „Jetzt können wir die betroffenen Getriebe an Ort und Stelle nacharbeiten oder einfach auf einen Wagen setzen und die Fehlerkorrektur dort ausführen, wo Platz ist.“ In diesem Sinne ergibt sich daraus auch der dritte Anwendungsfall, bei dem die beiden Akkuschrauber als Stand-by-Ersatz dienen, sollte in der Linie ein Werkzeug ausfallen. „Dann lässt sich der Einsatzwagen direkt an die Linie fahren und die Arbeit kann weitergehen.“

Die Erfahrungen mit den STBs sind in all diesen Fällen gut. „Wir haben keine Probleme mit leeren Akkus, und die Schrauber sind so robust, dass sie den gelegentlich rauen Alltag wegstecken“, berichtet Michael Lackner. Alle Mitarbeiter seien natürlich auf die Standard-Abläufe trainiert und wüssten, wie sie welchen Handgriff auszuführen hätten. Die Verfügbarkeit geladener Akkus wird beispielsweise per TPM-System (Total Production Maintenance) sichergestellt, das jedem Mitarbeiter an seiner Station bestimmte Aufgaben vor und am Ende seiner Schicht zuweist. „Aber in der Hitze des Gefechts und in der engen Montagelinie kann es auch schon einmal passieren, dass ein Schrauber anschlägt – das muss er dann mitmachen.“ Zweifel hatten die Opelaner hier insbesondere bezüglich des aufgesetzten Scanners. „Aber die halten, und die Akkus sitzen noch so fest wie zu Beginn“, sagt Lackner abschließend. „Und weil wir mit den Werkzeugen so mobil sind, sollten wir sie eigentlich noch viel häufiger einsetzen!“


Bild 1: Opel Wien legt Wert auf Qualität, Zuverlässigkeit und Produktivität. Das Motoren- und Getriebewerk in Wien-Aspern ist weltweit das größte Powertrain-Werk von General Motors. 80 Prozent aller in Europa neu zugelassenen Fahrzeuge des Konzerns fahren mit Produkten aus Aspern. (Bild: Opel Wien)


Bild 2: Einige der 5-Gang-Getriebe sind für den südafrikanischen Markt vorgesehen und benötigen einen modifizierten Schaltmechanismus. Mit einem mobilen Akkuschrauber des Typs Tensor STB hat sich der Austausch gegen den in der Serie verbauten Mechanismus als der effizienteste Weg der Anpassung erwiesen. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 3: „Atlas Copco hat uns mit den Tensor-STB-Schraubern inklusive Power-Focus-Steuerung ein komplettes Plug-and-play-System geliefert: Sobald der Schraubfall eingestellt ist, kann es losgehen; jederzeit und überall im Werk“, sagt Michael Lackner, Leiter der Montageplanung bei der Opel Wien GmbH. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 4: Bei einem Akkuschrauber zählt jedes Gramm: Die beiden Tensoren bei Opel Wien überzeugten nicht nur mit ihren Drehmomentwerten, sondern auch bezüglich Akkulaufzeit und Gewicht. Alternative Systeme erwiesen sich als deutlich schwerer. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 5: Mit Blick auf die Dokumentationsanforderungen und die Nachverfolgbarkeit der Montage kommen der Prozesssteuerung und -überwachung eine hohe Bedeutung zu. Über den am Schrauber montierten Barcode-Scanner wird die Seriennummer eingescannt und damit ein Datensatz für den Austausch des Schaltmechanismus angelegt. Der Tensor STB überträgt die Schraubdaten nach Abschluss der Montage drahtlos, so dass der Datensatz geschlossen und später bei Bedarf aufgerufen werden kann. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 6: Dieser mobile Einsatzwagen mit Werkzeug, Akku-Ladeschale und Schraubersteuerung benötigt nur einen 230-V-Anschluss und ist damit im ganzen Werk flexibel einsetzbar. Zu sehen ist hier die 8-fach-Selektor-Box. Jeder Nuss ist bei Opel exakt ein Schraubfall zugeordnet; mit der Wahl der Nuss werden also automatisch die richtigen Schraubparameter eingestellt. (Bild: Atlas Copco Tools)