Werkerassistenz für die Montage modularer Spannsysteme

Die Fixierung eines Werkstücks für eine zerspanende Bearbeitung mit CNC-Bearbeitungsmaschinen ist sehr wichtig, damit die Bearbeitung präzise und fehlerfrei durchgeführt werden kann. In der modernen, variantenreichen Fertigung werden Spannsysteme mit verschiedensten Elementen (Anschläge, Spanneisen, Spannpratzen, Schraubstöcke usw.) für jedes Bauteil individuell zusammengestellt und manuell montiert. Je nach Konfiguration kann ein komplettes Spannsystem aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten bestehen, die an der richtigen Position und in der richtigen Orientierung platziert werden müssen.

Wir unterstützen Ihre Werker:innen bei der manuellen Montage modularer Spannsysteme durch intuitive, visuelle Arbeits- und Montageanleitungen. Unser digitales Assistenzsystem bietet direkt am Arbeitsplatz Hilfestellung bei der Montage und optional eine kontinuierliche Montageprüfung. Die Assistenzfunktion nutzt robuste und hochgenaue Augmented Reality, während die Prüffunktion die Montageschritte mit Kameras überwacht und den aktuellen Zustand mit den Sollvorgaben aus einem CAD-Modell abgleicht.

Profitieren Sie von der Werkerassistenz für die Spannsystemmontage

• Fehlerfreie Spannsystemmontage dank intuitiver Assistenz
• Steigerung der Maschinenauslastung durch vorgelagerte Spannsystemmontage
• Reduzierung der Einfahrzeit und Erstbearbeitung bei voller Maschinengeschwindigkeit
• Hocheffiziente Bearbeitung bei geringen Losgrößen ab Stückzahl 1
• Einsetzbar für Baukastensysteme sowie für hydraulische, pneumatische und manuelle Schraubstöcke auf Platten oder an Türmen
• Ergonomische und ablenkungsfreie Darstellung von Anweisungen direkt während der Montage
• Schnelles Einlernen von Mitarbeitenden bei der Spannsystemmontage
• Durchgängig digitale Kette von Konstruktion bis zur CNC-Bearbeitung ohne Ausdruck auf Papier
• Minimaler Arbeitsvorbereitungsaufwand

Unsere Leistungen für die assistierte Spannmittelmontage:

• Intuitive Montageführung per Augmented Reality
• Automatische Aufbereitung der CAD-Daten und Festlegung eines Montageablaufs über einen Montageablaufeditor
• Integration der Systemkomponenten in den Montagearbeitsplatz
• Optionale automatische Überprüfung der Montage mittels industrieller Bilderkennung und Abgleich mit dem CAD-Modell

Assistenzsystem für den Montagearbeitsplatz 4.0

In der Standardvariante besteht das Werkerassistenzsystem aus zwei Kameras, die auf den Arbeitsbereich ausgerichtet sind, zwei Touchscreens zur Darstellung der Montageanleitung und einer drehbar gelagerten Aufnahme für das Nullpunktspannsystem.

Bei modularen Spannsystemen auf Platte ist eine Kamera typischerweise möglichst senkrecht angeordnet, um eine intuitive Orientierung auf Lochrasterplatten zu gewährleisten und eine einfache Ausrichtung in der horizontalen Ebene zu ermöglichen. Eine zweite Kamera ist seitlich schräg auf den Montagebereich ausgerichtet und dient zur Visualisierung in der vertikalen Ebene. Da der gesamte Aufbau drehbar gelagert ist, kann stets die relevante Seite zur schrägen Kamera ausgerichtet werden, um Verdeckungen zu vermeiden.

Für Spannsysteme in Turmbauweise bietet sich eine schräge Ausrichtung beider Kameras an, bei der sie dem Werker bzw. der Werkerin über die Schulter schauen und eine verdeckungsfreie Sicht aus Perspektive der Nutzer:innen ermöglichen.

Die Kamerabilder werden an die Displays übertragen und mit dem CAD-Modell der Spannsysteme in korrekter Lage und Orientierung überlagert. Der aktuelle Arbeitsschritt wird also virtuell zum realen Kamerabild hinzugefügt.

Das System kann je nach Größe der Spannsysteme skaliert werden. Dabei bestehen die Optionen, sowohl die Anzahl der Kameras zu erhöhen als auch die Kamera-Monitor-Einheit zu bewegen. Alle Komponenten lassen sich problemlos in vorhandene Produktionslinien integrieren.

Nahtlose Integration in die CNC-Bearbeitung

Die Integration der Werkerassistenz für die Montage von Spannsystemen gelingt denkbar einfach. Benötigt werden lediglich die CAD-Daten des Spannsystemaufbaus und eine Montagereihenfolge. Die CAD-Daten können direkt aus dem CAD/CAM-Programm (Siemens NX, Esprit etc.) exportiert werden. Für das Festlegen der Montagereihenfolge wird der gesamte Aufbau in mehrere Arbeitsschritte unterteilt und jedem Schritt werden die erforderlichen Einzelteile zugeordnet. So entsteht eine sequenzielle Abfolge der zu montierenden Spannsystemelemente. 

CAD-Modell und Montagesequenz werden dann in das Assistenzsystem geladen.

Basierend auf Kamera- und Grundplattenposition berechnet das System in Echtzeit aus den CAD-Daten die Darstellung und überlagert sie perspektivisch korrekt in das Kamerabild. Mit der Grundplatte startend folgen Werkerin bzw. Werker den vorgegebenen Arbeitsschritten und montieren die visualisierten Einzelteile. Da die Platzierung entlang der Kontur erfolgt, ist sichergestellt, dass keine Störkontur im Aufbau entsteht, die zu einer Kollision und einem Maschinencrash führen kann. Anhand von zusätzlichen Hinweisen, die als Text oder Bild eingeblendet werden, können auch Informationen wie Drehmomente oder andere wichtige Hinweise zum korrekten Zeitpunkt dargestellt werden.

Je nach Arbeitsweise beim Kunden, wird im letzten Schritt das zu bearbeitende Rohteil dargestellt, das dann in der exakt richtigen Lage eingespannt werden kann.

Automatisierte Montageprüfung

Optional kann das Assistenzsystem um eine kamerabasierte Montageprüfung erweitert werden, um schon während der Montage die Geometrie der Spannelemente mit der Vorgabe aus dem CAD-Modell abzugleichen. Dabei wird automatisch geprüft, ob die erforderlichen Bauteile korrekt positioniert und ausgerichtet sind. Dies erfordert keine manuelle Erstellung von Prüfplänen. Das Ergebnis wird unmittelbar visualisiert und ermöglicht bei erkannten Abweichungen eine sofortige Korrektur. Die objektive Montageprüfung schließt spätere ungewollte Kollisionen in der Bearbeitungsmaschine aus.

Kenndaten unseres Assistenzsystem für die Spannsystemmontage:

• Zwei Kameras mit fester Installation
• Drehbar gelagerte Nullpunktaufnahme für Grundplatten mit quadratischen Abmessungen
• Feste Nullpunktaufnahme für rechteckige Grundplatten
• Konfigurierbar für Platten und Türme
• Augmented Reality mit einer Assistenzgenauigkeit bis 0,3 mm
• Darstellung von Überlagerung mit frei drehbarem CAD-Modell und detaillierter Stückliste
• Zusätzliche Darstellung von Montagehinweisen und Bildern für jeden Arbeitsschritt
• Robuste Ausführung für 3-Schicht-Betrieb in rauen industriellen Umgebungen
• Optional erweiterbar auf
  • eine beliebige Anzahl an Kameras 
  • manuelle Bewegung der Kamera-Monitor-Einheit auf Linearachsen
  • freie Bewegung der Kamera-Monitor-Einheit an einem Tragarm für besonders große Spannsysteme und Bauteile
  • eine automatisierte 100%-Prüfung während des Spannsystemaufbaus