Großanlage zur Montage von E-Antriebssträngen
PIA-Fakten-Check
- Taktzeit von 49 Sekunden
- 78 Bearbeitungsstationen und 27 Roboterzellen im Anlagenlayout
- Technische Verfügbarkeit von 99 % im Produktionsbetrieb
- Fertigung in Losgröße 1 bei drei Varianten
Eines der umfangreichsten Projekte in der Unternehmensgeschichte von PIA Automation im Zeitplan
78 Bearbeitungsstationen und 27 Roboterzellen auf einer Fläche von mehr als 5.600 Quadratmetern – die Montageanlage, die PIA Automation derzeit im Werk Steyr in Österreich für die BMW Group errichtet, ist ein Anlagenprojekt der Superlative. Auf zwei übereinanderliegenden Ebenen montiert das System hochautomatisiert zunächst Getriebe für Elektrofahrzeuge und fügt sie anschließend mit E-Motoren zum vollständigen Antriebsstrang zusammen. Die Inbetriebnahme und Endabnahme der letzten Anlagenabschnitte sind bis 2027 vorgesehen.
Die Kundenanforderungen umfassen unter anderem einen hohen Automatisierungsgrad, eine hohe Anlagenverfügbarkeit und die Systemsteuerung über einen BMW-spezifischen Softwarestandard. „Das erforderte unsererseits eine intensive Schulungsphase, um unsere Lösungen in die Softwareumgebung des Kunden zu integrieren“, sagt Markus Harlander, verantwortlicher Projektleiter bei PIA Automation.
Vollautomatisiertes Verkämmen in der Getriebemontage
Eine besondere automationstechnische Herausforderung stellt das sogenannte Verkämmen in der Getriebemontage dar. Dabei werden drei Zahnräder vollautomatisiert präzise ineinander verzahnt und in den Getriebedeckel eingesetzt. Die Anlage verarbeitet unterschiedliche Getriebevarianten, die in Losgröße 1 ohne Rüstaufwand montiert werden können. Die Wechselgreifer der Bearbeitungszelle stellen sich dabei automatisch auf die jeweils anstehende Variante ein.
Zwölf simultan angesteuerte Schrauber für den Antriebsstrang
Auch bei der „Hochzeit“, also dem Zusammenführen von vormontiertem Getriebe und E-Motor, ist höchste Genauigkeit gefordert. In einer Roboterzelle werden die E-Motoren, die auf hochpräzisen Montageplatten in die Station gefördert werden, mit den Getrieben zusammengefügt und mit zwölf simultan angesteuerten, synchron arbeitenden Schraubern fixiert.
Wie diese Station ist auch der überwiegende Teil der Bearbeitungszellen als Vollautomat ausgeführt. Zur laufenden Qualitätsüberwachung werden die Schraub- und Fügeprozesse außerdem anhand von Kraft-Weg-Verläufen, Drehmomenten sowie Winkeln erfasst und dokumentiert.
Virtuelle Inbetriebnahme beschleunigt Prozesse
Der hohe Automatisierungsgrad mit insgesamt 46 Robotern ermöglicht eine Taktzeit von 49 Sekunden. Zudem ist die Anlage auf eine technische Verfügbarkeit von bis zu 99 % ausgelegt. Um die Komplexität der Anlage zu beherrschen, setzt PIA Automation seit Projektbeginn Methoden der Virtuellen Inbetriebnahme (VIBN) ein. Mithilfe digitaler Simulationen können Programmierungen und Abläufe einzelner Stationen bereits vorab getestet werden. Die daraus gewonnenen Erkenntnisse stehen anschließend dem 20-köpfigen Entwicklerteam für die weitere Projektumsetzung zur Verfügung.
„Das Volumen dieses Auftrags und seine technische Komplexität sind für PIA Österreich bislang einzigartig“, so Harlander. „Die VIBN hilft uns dabei, die Zahl der Review-Schleifen deutlich zu reduzieren und die Entwicklungsprozesse effizienter zu gestalten.“ Die Projektumsetzung erfolgt sowohl am Standort in Österreich, der innerhalb der PIA Gruppe als Kompetenzzentrum für Powertrain-Anwendungen fungiert, als auch in enger Zusammenarbeit mit PIA Kroatien, wo ebenfalls komplette Roboterzellen der Anlage aufgebaut und einer Vorabnahme unterzogen werden.
Langjährige Automatisierungskompetenz überzeugt Kunden
PIA Automation entwickelt und realisiert seit rund 20 Jahren Anlagen zur vollautomatisierten Montage und Qualitätsüberwachung von Komponenten für die Elektromobilität. Die Getriebemontageanlage ist das erste gemeinsame Projekt von PIA Österreich und dem Werk Steyr der BMW Group. An anderen Standorten des Automobilherstellers haben die BMW Group und PIA Automation jedoch bereits mehrfach erfolgreich zusammengearbeitet.
„Es freut uns besonders, dass unsere langjährige Kompetenz in hocheffizienter Automatisierungstechnik, unsere Expertise im Bereich Elektromobilität und die positiven Erfahrungen aus früheren gemeinsamen Projekten den Ausschlag dafür gegeben haben, dass die BMW Group zusammen mit uns diese in jeder Hinsicht außergewöhnliche Anlage realisiert“, sagt Franz Reiter, Business Segment Manager e-Drive & Powertrain bei PIA Automation. „Wir liegen voll im Zeitplan und freuen uns darauf, wenn die Anlage erstmals ihren regulären Produktionsbetrieb aufnimmt.“
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