„Über allem stand die Frage: Wie können wir Fehler bei der manuellen Verschraubung auf ein Minimum reduzieren?“

Intelligente Lösungen von Atlas Copco im Bereich der Werkzeuglokalisierung verändern die Montagearbeiten in der Smart Factory – sowohl an Stop-and-Go- als auch an fließenden Linien. Malte Mählck hat die verschiedenen sensorbasierten Systeme mitentwickelt, die Fehler bei der manuellen Montage signifikant reduzieren. Im Interview erklärt er, an welchen Herausforderungen die smarte Werkzeuglokalisierung ansetzt, wie sie funktioniert und welche Branchen von ihr profitieren können.
 

Herr Mählck, was ist die Idee hinter der Werkzeuglokalisierung?

Über all unseren Überlegungen stand die Frage „Wie können wir Fehler bei der manuellen Verschraubung auf ein Minimum reduzieren?“ Dafür haben wir uns genau angeschaut, an welchen Stellen der verschiedenen Verschraubungsprozesse Fehler auftreten und dann überlegt, wie wir diese durch die Art und Weise, wie Werkzeuge bei der Montage genutzt werden, verhindern können.

 Zu welchem Ergebnis sind Sie dabei gekommen?

Eine Vielzahl von Fehlern entsteht, wenn Akkuwerkzeuge nicht korrekt eingesetzt werden. Sie bieten zwar eine flexiblere, kabellose Nutzung, bergen aber gleichzeitig die Gefahr, dass sie nicht immer ausschließlich an der Station genutzt werden, für die sie vorgesehen sind. Das kann zu einer fehlerhaften Verschraubung und zusätzlichen Kosten bei der Nachbearbeitung führen. Wo der Fehler entstanden ist, kann zudem nicht rückverfolgt werden. Auch, wenn die korrekte Reihenfolge der Schraubvorgänge nicht eingehalten wird, entstehen Montagefehler. Eine dritte Fehlerquelle besteht in der nicht korrekten Positionierung der Werkzeuge oder falscher Anzugsparameter. Dies gilt sowohl für den Einsatz von Akkuwerkzeugen, Kabelwerkzeugen als auch von Werkzeugen, die mithilfe eines stationären Drehmomentarms manuell bedient werden.

Welche Bedeutung hat in diesen Zusammenhang die Lokalisierung der Werkzeuge?

Eine sehr große, denn durch die Lokalisierung können wir die einzelnen Schraubvorgänge automatisiert überwachen und Werkzeuge blockieren, wenn sie nicht richtig eingesetzt werden. Dafür haben wir drei intelligente Lösungen entwickelt, die mit dem Werkzeug per Sensor vernetzt sind. Industrial Location Mapping (ILM) lokalisiert mittels Funktechnik den Ort, an dem ein Akkuwerkzeug genutzt wird. Handelt es sich nicht um den per Software definierten Bereich, wird das Akkuwerkzeug blockiert und kann nicht eingesetzt werden.

Industrial Location SpotPoint (ILS) arbeitet sensorbasiert. Per Bildverarbeitungstechnologie erkennt es, wenn Schraubvorgänge in der falschen Reihenfolge, Position oder nicht im richtigen Anzugsmoment durchgeführt werden. Das Akkuwerkzeug wird blockiert, bis es sich an der richtigen Position befindet und bekommt dann den korrekten Parameter zugewiesen. Der Bediener kann dabei durch eine Visualisierung am Monitor unterstützt werden.

Unsere dritte Lösung, Industrial Location Guidance (ILG), unterstützt bei der stationären Werkzeugführung per Drehmomentarm. Auch ILG führt den Bediener und informiert per visuellen Anzeigen über die korrekte Position, bestimmt die richtigen Paramater und sorgt dafür, dass alle Schraubvorgänge in der vorgesehenen Reihenfolge durchgeführt werden.

Wie funktioniert die Technik dahinter?

ILM ist eine Lösung zur Werkzeugpositionserkennung, das sowohl für die stationäre, als auch zur Linien-Produktion konzipiert ist. Es besteht aus ILM-Tags und -Ankerpunkten, die über Ultrabreitband-Funktechnologie miteinander kommunizieren. Auf diese Weise verknüpft die Werkzeugausrichtungserkennung ein Werkzeug mit einer bestimmten Position und festgelegten Ausrichtungsbedingungen. So ist sichergestellt, dass das Werkzeug nur in dem Bereich aktiv wird, für den es vorgesehen ist.

ILS besteht aus zwei Hauptkomponenten: einem Sensor und passiven Tags, die an den Werkzeugen angebracht sind. Der Sensor ist eine All-in-One-Lösung. Er vereint Senoren, LED-Infrarotlichtquelle sowie einen integrierten Industrie-PC. Das erleichtert die Installation. Die passiven Tags werden wiederum vom Sensor verfolgt, um die Standortdaten der Werkzeug- oder Bauteilposition präzise zu erkennen.

Besteht die Gefahr, dass sich Mitarbeitende bei Ihrer Arbeit überwacht fühlen?

Nein, denn unser sensorbasiertes ILS nutzt eine Infrarot-LED-Technik, mit der es ausschließlich den Tag am Werkzeug erkennt, nicht aber die Arbeitsumgebung oder gar den Werker. Eine Überwachungsfunktion ist hier also nicht gegeben und natürlich auch nicht vorgesehen.

Wie sieht es in puncto Sicherheit aus, kann die genutzte Funkverbindungen innerhalb des Betriebs stören?

Viele unserer Kunden kommen aktuell aus der Automobil- und dessen Zulieferindustrie, dem Batteriebau und dem Bereich Hochvoltspeicher. Wir sehen darüber hinaus großes Potenzial in anderen Branchen. Denn unsere Lösungen sind überall dort sinnvoll, wo Unternehmen Montageprozesse mit einer Null-Fehler-Toleranz anvisieren. Und dass muss das Ziel eines jeden industriell produzierenden Unternehmens sein. Wichtig dabei ist, dass wir nicht die eine Patentlösung verkaufen. Denn die gibt es bei der Werkzeuglokalisierung nicht. Stattdessen definieren wir gemeinsam mit unseren Partnern deren Herausforderungen, um dann individuell passgenaue Systeme anbieten zu können, um sie zu meistern.

An welche Branchen richtet sich die Werkzeuglokalisierung?

Viele unserer Kunden kommen aktuell aus der Automobil- und dessen Zulieferindustrie, dem Batteriebau und dem Bereich Hochvoltspeicher. Wir sehen darüber hinaus großes Potenzial in anderen Branchen. Denn unsere Lösungen sind überall dort sinnvoll, wo Unternehmen Montageprozesse mit einer Null-Fehler-Toleranz anvisieren. Und dass muss das Ziel eines jeden industriell produzierenden Unternehmens sein. Wichtig dabei ist, dass wir nicht die eine Patentlösung verkaufen. Denn die gibt es bei der Werkzeuglokalisierung nicht. Stattdessen definieren wir gemeinsam mit unseren Partnern deren Herausforderungen, um dann individuell passgenaue Systeme anbieten zu können, um sie zu meistern.