Ultraschall einfach neu gedacht

Das Produktfeature „VarioFlex Pro-Korbsystem mit roten TouchPoints“ löst beim Durchschnittsmann sicherlich erst einmal Stirnrunzeln aus. Zur Erklärung: TouchPoints, das sind die farbigen Kunststoffkappen auf den zahlreichen Klapp-Rechen, welche die optimalen Verstell-Möglichkeiten der Geschirrkörbe anzeigen. Für Fertigungsplaner Thomas Grob und seine Kollegen beim weltweit zweitgrößten Haushaltsgerätehersteller BSH waren die TouchPoints bei ihrer Einführung im Jahr 2015 nicht nur sinnvolles Ausstattungsmerkmal, sondern vielmehr eine produktionstechnische Herausforderung. Das Null-Fehler-Ziel hat die BSH mit Unterstützung durch einen Ultraschall- basierten 3D-Koordinatensensor der Sarissa GmbH problemlos erreicht.

(industrietreff) - Bei BSH in Dillingen laufen mehr als 12.000 Geschirrspüler diverser Marken in unterschiedlichsten Varianten vom Band – an jedem einzelnen Arbeitstag. Dieser gewaltige Output kommt freilich nur zustande, wenn alle Produktions- und Montageschritte fein säuberlich getaktet und störungsfrei wie ein Uhrwerk ablaufen. Die Implementierung eines neuen Produktfeatures – sei es auch noch so klein - bedarf exakter Planung. Zumal wenn es über 200 verschiedene Farb-, Stückzahl- und Positionsvarianten in Losgrößen von jeweils nur 48 beziehungsweise 24 Stück zu handeln gibt. Montage-Fertigungsplaner Thomas Grob erklärt: „Erschwerend kommt hinzu, dass die TouchPoints ein Qualitäts- und Sicherheitsthema sind.“ An den dafür vorgesehenen Stellen sind die Drähte nämlich etwas dicker. Würden die bunten Kunststoffkappen auf den falschen Drahtenden montiert, könnten Kinder diese später einmal abziehen und verschlucken. Die Vorgabe war eindeutig: Das darf einfach nicht passieren.

Seit 18 Monaten kein einziger Fehler
Status Quo bei BSH ist das manuelle Aufstecken und Festdrücken der einzelnen TouchPoints mit einem einfachen, aber intelligenten Montagewerkzeug. Damit der Werker weiß, an welchen Drahtenden des Geschirrspüler-Korbs die einzelnen TouchPoints montiert werden müssen, wählt er über ein Display das entsprechende SPS-Programm aus. Auf dem LCD-Display und über Leuchtpunkte unterhalb des Korbes im Transportband werden die Positionen sofort visualisiert. Das System prüft nun in Echtzeit, ob die TouchPoints am richtigen Platz vollständig aufgedrückt werden.
Die Position der Spitze des Montagewerkzeugs bekommt die SPS-Steuerung auf beinahe wundersame Weise von einem intelligenten 3D-Koordinatensensor mitgeteilt, der PositionBox von Sarissa. Das Montagewerkzeug wurde dazu mit einem Sarissa-Transmitter ausgestattet, der hochfrequente Ultraschallsignale in den Raum sendet. Ein spezieller Ultraschall-Empfänger, idealerweise über dem Arbeitsplatz befestigt, empfängt die Signale und berechnet daraus zuverlässig die XYZ- Position der Werkzeugspitze - mit einer Auflösung bis zu +- 1 mm.

Übermittelt werden die berechneten 3D-Raumkoordinaten von der PC-basierten PositionBox an die SPS-Steuerung bei BSH über eine gut dokumentierte TCP/IP-Schnittstelle und ein Wago-Modul. Die PositionBox lässt sich schnell in die vorhandene technische Infrastruktur integrieren, betont Thomas Grob.
Der Fertigungsplaner blickt zurück: „Das oberste Ziel war Fehlervermeidung. Direkt nach der Einführung der TouchPoints hat ein Mitarbeiter montiert und zwei Mitarbeiter haben die Körbe anschließend kontrolliert, um Fehler abzufangen. Der Aufwand für die 100%-Kontrolle war immens.“

Die Fertigungsplaner bei BSH begaben sich deshalb aktiv auf Lösungssuche. Montageschablonen erwiesen sich als zu unflexibel, wie auch das manuelle Aufstecken und Aufdrücken der Kunststoffkappen in Pressen. In Zeiten von Industrie 4.0 stand die Vollautomatisierung per Roboter selbstverständlich ebenfalls zur Debatte. Thomas Grob erinnert sich: „Wir haben alles versucht, aber der Roboter kam mit der Taktzeit der Körbe nicht klar, er war schlicht zu langsam.“ Hinzu kam, dass die Toleranzen der geschweißten Drahtkörbe dafür nicht eng genug seien und die für fünf verschiedene Farben notwendige Zuführtechnik ebenfalls zu aufwändig gewesen wäre.

Lange gesucht - das Beste gefunden
Bereits der erste Kontakt zu Sarissa auf der Motek hingegen sei vielversprechend gewesen. Von Anfang an habe man sich vorstellen können, dass die Sache funktioniere. Kurzerhand bestellten die Nordschwaben ein PositionBox-Testsystem und ließen dieses ein halbes Jahr im Hintergrund mitlaufen. Ein weiterer Vorteil: Mit dem funktionierenden Testsystem habe man den Führungskräften und den Mitarbeitern die neue Technologie optimal zeigen können. In Folge seien die internen Widerstände gegen das Assistenz-System äußerst gering gewesen, betont Thomas Grob. Die einzig verbleibende und berechtigte Frage zahlreicher Mitarbeiter nach möglichen Gefährdungen durch Ultraschall konnte ebenfalls schnell geklärt werden. Laut Aussage der Sarissa GmbH bestätigen namhafte Institute für Arbeitssicherheit sowie alle geltenden Schallschutzrichtlinien die absolute gesundheitliche Unbedenklichkeit des eingesetzten hochfrequenten Ultraschalls.
Nach dem erfolgreichen Testlauf wurden alle sieben Montagelinien in Dillingen mit jeweils zwei Systemen von Sarissa ausgestattet. Weitere BSH-Werke haben die Technik ebenfalls erfolgreich eingeführt.
Die 100%-Kontrolle der TouchPoints in den Geschirrspülern ist Geschichte. Mittlerweile werden die Körbe nur noch durch die übliche Qualitätssicherung geprüft, die 1 bis 1,5 Prozent der Geräte zieht. Und seit die Sarissa PositionBox im Einsatz ist, freut sich der Ingenieur, gab es keinen einzigen Fehler bei den TouchPoints mehr.

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Datum: 06.07.2017 - 12:54 Uhr
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