Mit Cookies können wir unsere Serviceleistungen besser erbringen. Durch die Nutzung dieser Website stimmen Sie der Verwendung von Cookies zu. Personenbezogene Daten werden nicht gespeichert. Hier erfahren Sie mehr.

Medien / Anwenderberichte / "Fabrik des Jahres" setzt auf gesteuerte Tensorschrauber

"Fabrik des Jahres" setzt auf gesteuerte Tensorschrauber

2007-05-21

Ausgezeichnete Fabrik mit dem richtigen Dreh

Das Gerätewerk Erlangen (GWE) von Siemens Automation and Drives, Gesamtsieger des Wettbewerbs „Fabrik das Jahres" 2006, setzt auf nachhaltige und verschwendungsfreie Fertigung. Dazu gehört die Einführung gesteuerter Tensorschrauber, die Fehler und Ausschuss vermeiden. Zudem kann jeder dieser Elektroschrauber mehrere andere Werkzeuge ersetzen.

– Wer – wie das Gerätewerk Erlangen (GWE) von Siemens Automation and Drives im vergangenen Jahr – Gesamtsieger des Wettbewerbs „Fabrik das Jahres" werden will, muss nachhaltig produzieren und Arbeitsplatze möglichst verschwendungsfrei gestalten. Für Siemens ist das „eine starke Waffe zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit". So wurden gegen die Verschwendung beispielsweise vor rund zwei Jahren gesteuerte Elektroschrauber der Tensor-Bauart sowie Handlingsysteme von Atlas Copco Tools angeschafft: Pro Arbeitsplatz genügt lediglich eines dieser Werkzeuge, wo früher bis zu sechs Luftschrauber nötig waren. Denn die Tensor-DL-Schrauber, die hier überwiegend eingesetzt werden, können auf zehn unterschiedliche Schraubparameter oder Drehmomente programmiert werden. Ein Tensor DL ist also bis zu zehn Luftschrauber in einem. Der im Werk ebenfalls eingesetzte Tensor SL kann sogar 255 Schraubparameter managen. Durch „angenehmen Nebeneffekt" habe das GWE bereits viele Luftschrauber einsparen können, sagt Klaus Rascher, der dort unter anderem für die Produktionsvorbereitung zuständig ist. „Das senkt Kosten, nicht zuletzt auch wegen des verringerten Kalibrieraufwands."

Das im Erlanger Werk praktizierte ganzheitliche Produktionssystem zeichnet sich dadurch aus, dass die Methoden und Werkzeuge zur Prozessgestaltung und Führung durchgängig aufeinander abgestimmt und miteinander verzahnt sind. Dazu zählen Mitarbeiterführung, ein Programm zur kontinuierlichen Verbesserung, prozessorientierte Organisation, prozessgerechte Produktgestaltung und verbrauchsgesteuerte Produktion.

„Fabrik des Jahres“ setzt auf gesteuerte Tensorschrauber
Montage mit einem Tensor-DL-Schrauber. Die Werkzeuge können auf zehn unterschiedliche Schraubparameter oder Drehmomente programmiert werden. Ein Tensor DL ist also bis zu zehn Luftschrauber in einem. Vorne links im Bild eine Bit-Selektor-Box: Entnimmt der Werker den zum Schraubfall passenden Steckschlüssel aus dem Magazin, so schaltet die Steuerung des Schraubers automatisch auf die richtigen Anziehparameter um. 
(Bild: Atlas Copco Tools)

Das Konzept überzeugte die Veranstalter des Wettbewerbs „Fabrik des Jahres" 2006 – die Fachzeitschrift Produktion und die Industrieberater von A.T. Kearney – das Siemens-Gerätewerk Erlangen, das Antriebe und Steuerungen für Werkzeugmaschinen herstellt, als Gesamtsieger auszuzeichnen. Begründet wurde die Entscheidung mit eben jenem ganzheitlichen Produktionssystem, das im Werk über mehrere Jahre hinweg etabliert worden und „eine Quelle für nachhaltige Wettbewerbsvorteile" sei. Bereits 2004 war das GWE von der Zeitschrift Wirtschaftswoche als „Beste Fabrik" ausgezeichnet worden.

„Fabrik des Jahres“ setzt auf gesteuerte Tensorschrauber
Arbeitsplatz mit Tensor-SL-Schrauber. Das Werkzeug kann 250 Parametersätze verwalten. Die Steuerung stellt automatisch die richtigen Anziehwerte ein, sobald der Werker den zum Schraubfall passenden Steckschlüssel (Bildmitte unten) entnommen hat. Rechts ein so genanntes Operator Panel, über das der Werker mit der Steuerung kommunizieren kann. Nach Beseitigung eines Fehler kann er damit – ausnahmsweise – einzelne Schritte der normalerweise vorgegebenen Reihenfolge im Schraubzyklus überspringen, ohne dass er abbrechen und von vorne anfangen muss. 
(Bild: Atlas Copco Tools)

Schon 14 Arbeitsplätze umgerüstet

Seit Einführung der ersten Tensorschrauber sind 14 neue Arbeitsplätze nach und nach umgerüstet worden. Sie alle haben gesteuerte Tensoren erhalten, die an Kohlefaserarmen geführt werden. Denn mit diesen Elektroschraubern lasse sich, so Rascher, eine „wesentlich höherwertige Verschraubungsqualität" erzielen als mit den zuvor eingesetzten Druckluftschraubern anderer Provenienz. Auch wenn die im GWE überwiegend eingesetzten Schrauber bei Siemens Automation and Drives ihre Möglichkeiten noch gar nicht alle ausspielen.

Entscheidend für die Anschaffung der Tensorschrauber bei den „teilweise sehr schwierigen Schraubfällen" mit zahlreichen Schraubenarten und unterschiedlichen Werkstoffen sei vor allem der Gewinn an Qualität und Prozesssicherheit gewesen. Pro Arbeitsplatz kommen bis zu 50 Verschraubungen mit Drehmomenten zwischen 1 und 10 Newtonmeter (Nm) vor, zahlreiche Schraubenarten und unterschiedliche Werkstoffe. „Ob in Kunststoff oder Metall, mit kurzen Schrauben und Feingewinde oder mit selbstfurchenden Schrauben, bei jedem Schraubfall kann ich die Schraubparameter jetzt optimal anpassen", sagt Produktionsvorbereiter Rascher, „das ist ein Riesenvorteil."

Der Werker braucht nur noch den zum Schraubfall passenden Steckschlüssel aus einem Magazin zu entnehmen, der so genannten Selektorbox. Der Schrauber schaltet dann automatisch auf die gewünschten Anziehparameter um. Bei den Tensor-SL-Schraubern wird dem Werker sogar von einer an der Selektorbox aufleuchtenden Signalleuchte angezeigt, welchen Steckschlüssel er zu nehmen hat. Zudem führt deren Schraubersteuerung eine Gruppenzählung durch, überwacht also, ob wirklich alle Schrauben eines Montagezyklus’ korrekt angezogen wurden. Erst dann gibt sie schließlich das „Gesamt-i.O." für das Werkstück.

Schrauber entdeckt Gewindefehler und falsche Schrauben

„Fabrik des Jahres“ setzt auf gesteuerte Tensorschrauber
Auf diese Weise wird bei der Schraubmontage eine Prozesssicherheit der Stufe 3 erzielt. Das ist die höchste für Schraubverbindungen, deren Anziehergebnisse nicht dokumentiert werden müssen. In dieser Stufe ist der gesamte Schraubprozess unter Kontrolle, also Werkzeug, Werker und das Innenleben der Schraubverbindung. Das heißt, Gewindefehler, falsche Schraubenlängen oder etwa fehlende Unterlegscheiben würden vom Schrauber entdeckt, Fehlverschraubungen oder vergessene Schrauben können nicht vorkommen. 
(Bild: Atlas Copco Tools)

Die Tensor-SL-Schrauber sind außerdem noch mit einer Multifunktions-Bedientafel, einem so genannten Operator Panel, ausgestattet, über die der Werker mit der Steuerung kommunizieren kann. „Dieses System ist nicht mehr starr, sondern offen", sagt Klaus Rascher. „Das bietet uns hohe Flexibilität." So kann man – ausnahmsweise, wenn die Fehlerursache beseitigt wurde – einzelne Schritte in einer normalerweise vorgegebenen Reihenfolge (Schraubzyklus) überspringen, ohne dass man abbrechen und von vorne anfangen muss. Rascher: „Auf diese Weise können die Werker gelegentliche Probleme schnell selbst in Ordnung bringen." In jedem Fall müsse der Werker „aktiv" werden, und sei es nur durch das Quittieren per Schlüsselschalter am Operator Panel. Das Ignorieren einer „N.i.O."-Meldung ist unmöglich. Treten bestimmte Probleme öfter auf, wird die Qualitätsabteilung eingeschaltet und muss gegensteuern.

Teleskoparm ermöglicht ergonomische Montage

„Fabrik des Jahres“ setzt auf gesteuerte Tensorschrauber
Jeder Tensorschrauber ist mit einem Handling-System als Handhabungshilfe ausgestattet, das aus einem Kohlefaser-Teleskoparm und einem Gewichtsausgleicher (Balancer) besteht. Der Teleskoparm fängt Reaktionsmomente ab, die sonst das Handgelenk belasteten. Und der Balancer macht den Schrauber praktisch gewichtslos, das heißt, er bleibt einfach in der Position hängen, in der man ihn loslässt. Das bedeute ein „deutliches Mehr an Komfort", lobt der Produktionsvorbereiter, „der Großteil der Mitarbeiter ist begeistert davon". Früher, bei mehreren Schraubern am Arbeitsplatz, habe man derartige Handling-Systeme leider nicht einsetzen können. „Damals gab es manchmal Handgelenksprobleme und Sehnenscheidenentzündungen, insbesondere bei unseren zahlreichen weiblichen Mitarbeitern", sagt Rascher. Das sei jetzt passé. 
(Bild: Atlas Copco Tools)

Die Mitarbeiter sind bei der verschwendungsfreien Arbeitsplatzgestaltung unmittelbar daran beteiligt, ihre Arbeitsplätze möglichst effizient einzurichten. An jedem künftigen Arbeitsplatz wird deshalb zunächst einen Tag lang mit Hilfe eines Kartonagenaufbaus die spätere Fertigung simuliert. Anschließend entsteht ein provisorischer Aufbau aus Holz, der in einer drei- bis vierwöchigen Testphase optimiert wird, bevor schließlich der fertige Industriearbeitsplatz installiert wird. Die ständige Einbeziehung der Mitarbeiter bei der Arbeitsplatzgestaltung führe zu mehr Motivation und Akzeptanz, sagt Klaus Rascher. Besonderes wichtig dabei sei die „offene Kommunikation". „Alles kann immer wieder in Frage gestellt werden."

Alles, nur nicht das ganzheitliche Produktionssystem. In der Würdigung als „Fabrik des Jahres" sieht der Produktionsvorbereiter eine Bestätigung, dass man mit diesem Konzept auf dem richtigen Weg sei: „Die Auszeichnung zeigt, dass man mit intelligenten Lösungen Arbeitsplätze am Standort Deutschland sichern kann."


Technische Daten über die eingesetzten gesteuerten Tensorschrauber finden Sie in den beiden pdf-Dateien am Ende dieser Seite. Gerne senden wir Ihnen diese Unterlagen auch in Papierform zu, eine Mail genügt.
Sie möchten Ihr Wissen über die Schraubtechnik auffrischen? Nutzen Sie unser kostenloses Angebot an weiterführender Literatur.