Eine „runde Sache“ – Assistenz für fehlerfreie Fertigungsprozesse

Seit über 80 Jahren ist die Schwäbische Formdrehteile GmbH & Co. KG (SFB) in Babenhausen einer der führenden Hersteller für Ventil- und Hydraulikkomponenten. In den vergangenen Jahren stiegen die Qualitätsansprüche der Kunden für den Produktbereich Spül- und Speiseventile stetig. Die Aufgabenstellung des Unternehmens war somit, das Null-Fehler-Ziel in der Produktion anzustreben.

Maßnahmen, um steigenden Qualitätsansprüchen gerecht werden

SFB plante daher, eine moderne und vernetzte Montagelinie nach den Industrie 4.0-Grundsätzen für die Herstellung der Hydraulikventile einzurichten. Das Ziel war klar definiert – selbst bei dem enormen Variantenreichtum von fünf bis 5.000 war die komplette Montage so abzusichern, dass keine Fehler mehr passieren können. Die Produktion von 1.500 „lebenden“ Baugruppen sollte somit durch ein zuverlässiges Fertigungsassistenzsystem unterstützt werden.

Ein weiteres Ziel von SFB war es, die Produktivität zu erhöhen, eine durchgängige Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten und keinen Arbeitsschritt zu vergessen.

QualityAssist unterstützt im Produktionsprozess

Das digitale Assistenzsystem „QualityAssist“ von Sarissa aus Weingarten besteht aus einer Werkerführung und der Sensorik zur millimetergenauen Positionserkennung. Es sorgt zuverlässig dafür, dass alles rund läuft und kein Arbeitsschritt vergessen wird. Das System sichert die Fertigungsschritte in jedem Fall ab, indem es die Position von handgeführten Werkzeugen und den Händen des Mitarbeiters richtig erkennt.

Der auf den Werkzeugen angebrachte Werkzeugsender oder der Sender am Handgelenk des Mitarbeiters kommuniziert via Ultraschall mit dem Positionsempfänger. Auf diese Art und Weise erkennt das System die Position des Werkzeugs bzw. der Hand des Mitarbeiters bis auf wenige Millimeter genau. Das Ergebnis ist perfektes „Poka Yoke“ – denn es werden Fehler vermieden, bevor sie auftreten können.

Auf der Motek, der internationalen Fachmesse für Produktions- und Montageautomatisierung in Stuttgart, kam der Erstkontakt zwischen den Projektverantwortlichen von SFB und den Ingenieuren von Sarissa zustande. Im Laufe der Gespräche wurde schnell klar, dass das „intelligente“ Assistenzsystem die von SFB gestellten Anforderungen perfekt erfüllt. Daher kommt es im Betrieb in Babenhausen seit wenigen Jahren direkt während der Wertschöpfung zum Einsatz. Es „führt“ in Echtzeit durch die Fertigung und überprüft die vorab definierten Arbeitsschritte.

Millimetergenaue Erkennung von Schraubstellen und Greifpositionen

In der Produktion von SFB werden mit der Geo-Lokalisierung von Sarissa sowohl manuelle Arbeitsschritte als auch handgeführte Schraubwerkzeuge abgesichert. Das positionsüberwachte Greifen wird mit Handsendern realisiert, die der Mitarbeiter am Handgelenk trägt. Bei manuellen Schraubfällen berücksichtigt Sarissa die Position der Schraubwerkzeugspitze und gibt dem Schrauber automatisch das richtige Drehmoment vor. Nur wenn alle auszuführenden Fertigungsschritte einwandfrei nacheinander abgearbeitet wurden, erhält das Werkzeug seine Freigabe. Abgerundet wird die Funktionsweise dadurch, dass auch ein versehentlich fallengelassenes Bauteil durch das System mit Hilfe eines externen Sensors erkannt wird.

Sollte im Fertigungsprozess ein Fehler passieren, wird dies vom QualityAssist erfolgreich festgestellt. Falls ein Mitarbeiter etwa versehentlich einen Arbeitsschritt vergessen sollte, wird der Folgeprozess gesperrt. Wenn das Programm an einer Station erfolgreich durchlaufen wurde, bekommt das Bauteil einen „digitalen IO-Stempel“. Sollte die Freigabe der Vorgängerstation fehlen, so kann die Baugruppe nicht weiter bearbeitet werden, da alle Stationen untereinander horizontal vernetzt sind. Der größte Vorteil hierbei ist, dass der Mitarbeiter den Mangel mühelos korrigieren kann. Erst dann wird der nächste Arbeitsschritt ausgeführt.

Selbst bei der variantenreichen Montage von SFB ist das Assistenzsystem optimal geeignet, um die benötigten Arbeitsabläufe abzusichern. Mit Hilfe der Schnittstelle „CDA“ zu übergeordneten Produktionsplanungssystemen – beispielsweise von SAP – ist es auf einfache Weise möglich, aus bereitgestellten Datenbankinformationen individuelle Arbeitsabläufe zu generieren. So kann etwa aus einer *.csv-Datei für Losgröße 1 bei mehreren tausend Varianten und in Echtzeit dem Mitarbeiter der jeweilige Arbeitsablauf bereitgestellt werden.

Qualitätsansprüche der Kunden 100.000-fach erfüllt

Seit dem Einsatz des QualityAssist hat SFB weit über 100.000 fehlerfreie Hydraulikventile montiert. Da die Montageprozesse nun reibungslos ablaufen, ist der korrekte Produktionsprozess sichergestellt. Das Unternehmen hat das Ziel erreicht, die Qualität der Produkte deutlich zu verbessern und produktiver zu arbeiten. Ebenso profitiert SFB von einer schnelleren Einarbeitungsphase neuer Mitarbeiter sowie der deutlich gestiegenen Prozesssicherheit – eine runde Sache eben.

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