Handbuch Fügen, Handhaben, Montieren
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| Weitere Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
München
Hanser
2014
|
| Ausgabe: | [2., vollst. neu bearb. Aufl.] |
| Schriftenreihe: | Edition: Handbuch der Fertigungstechnik
[5] |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext Inhaltsverzeichnis |
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INHALTSVERZEICHNIS
VORWORT DER BANDHERAUSGEBER V
DIE HERAUSGEBER XXIII
AUTORENVERZEICHNIS XXV
1 EINFUEHRUNG L
1.1 STELLENWERT VON FUEGEN, HANDHABEN, MONTIEREN 3
1.1.1 VOLKSWIRTSCHAFTLICHE BEDEUTUNG 3
1.1.2 TECHNOLOGISCHE HERAUSFORDERUNGEN 5
1.1.3 PERSPEKTIVEN DURCH GLOBALISIERUNG UND PRODUKTINNOVATIONEN 6
1.1.4 BEGRIFFE UND BENENNUNGEN 8
1.2 HISTORISCHE ENTWICKLUNG 9
1.2.1 FRUEHE ANWENDUNGSBEISPIELE ZUM FUEGEN 9
1.2.2 ENTWICKLUNGEN IN DER AUTOMOBILINDUSTRIE 10
1.2.3 BEISPIELE ZUR ENTWICKLUNG VON MASCHINEN UND GERAETEN 11
1.2.4 IMPULSE DURCH ROBOTERTECHNIK UND RECHNERGESTUETZTE AUTOMATISIERUNG
12
1.2.5 ENTWICKLUNGSSTUFENIN DER ELEKTRONIKMONTAGE 15
1.3 FACHLICHE UEBERSICHT 16
1.3.1 SYSTEMTECHNISCHE GRUNDLAGEN DER PROZESSGESTALTUNG 16
1.3.2 PRODUKTGESTALTUNG UND MONTAGEZELLEN 17
1.3.3 SYSTEMLOESUNGEN UND BETRIEB 20
2 FUEGEN
23
2.1 UEBERSICHT ZUM FUEGEN 27
2.1.1 SYSTEMATIK DER FUEGEVERFAHREN 27
2.1.2 ENTWICKLUNG DER PROZESSE 28
2.1.3 BEWERTUNG UND TECHNOLOGIEAUSWAHL 28
2.1.4 SICHERUNG DER PROZESSE 30
2.1.5 ZIELE UND STRATEGIEN ZUR DEMONTAGE VON PRODUKTEN 31
2.2 FUEGEN DURCH SCHWEISSEN 34
2.2.1 SCHWEISSEN METALLISCHER WERKSTOFFE 34
2.2.1.1 SCHWEISSTECHNISCHER MARKT 34
2.2.1.2 DEFINITION 36
2.2.1.3 SCHWEISSBARKEIT 36
2.2.1.3.1 SCHWEISSEIGNUNG VON STAEHLEN 37
2.2.1.3.2 SCHWEISSSICHERHEIT 42
2.2.1.3.2.1 KONSTRUKTIVE GESTALTUNG 42
2.2.1.3.2.2 BEANSPRUCHUNGSZUSTAND 44
2.2.1.3.2.3 REGELWERKE ZUR AUSLEGUNG VON SCHWEISSKONSTRUKTIONEN 45
2.2.1.3.2.4 ANWENDUNG VON FINITE-ELEMENTE-METHODEN ZUR BEMESSUNG
GESCHWEISSTER TRAGWERKE 45
2.2.1.3.3 SCHWEISSMOEGLICHKEIT 47
VII
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INHALT
2.2.1.3.4 VORBEREITUNGEN ZUM SCHWEISSEN 48
2.2.1.3.5 DURCHFUEHRUNG DES SCHWEISSENS 51
2.2.1.3.6 NACHBEHANDLUNG VON SCHWEISSNAEHTEN 56
2.2.1.3.7 ANWENDUNG NUMERISCHER SIMULATIONEN FUER DIE PROZESSANALYSE BEIM
SCHWEISSEN 56
2.2.1.4 EINTEILUNG DER SCHWEISSVERFAHREN 57
2.2.1.4.1 LICHTBOGENSCHWEISSEN 59
2.2.1.4.2 PLASMASCHWEISSEN 68
2.2.1.4.3 REIBSCHWEISSEN 70
2.2.1.4.4 WIDERSTANDSSCHWEISSEN 73
2.2.1.4.4.1 BUCKELSCHWEISSEN 76
2.2.1.4.5 ULTRASCHALLSCHWEISSEN 76
2.2.2 LASERSTRAHLSCHWEISSEN 81
2.2.2.1 LASER - GRUNDLAGEN 81
2.2.2.2 STRAHL-STOFF-WECHSELWIRKUNG 82
2.2.2.3 STRATEGIEN DES LASERSTRAHLSCHWEISSENS 84
2.2.2.3.1 KONTINUIERLICHES LASERSTRAHLSCHWEISSEN 85 .
2.2.2.3.2 GEPULSTES LASERSTRAHLSCHWEISSEN 85
2.2.2.4 ANWENDUNG DES LASERSTRAHLSCHWEISSENS 86
2.2.2.5 FEHLER BEIM LASERSTRAHLSCHWEISSEN 88
2.2.3 KUNSTSTOFFSCHWEISSEN 90
2.2.3.1 SCHWEISSVERFAHREN 90
2.2.3.2 WAERMEKONTAKTSCHWEISSVERFAHREN 90
2.2.3.2.1 HEIZELEMENTSCHWEISSEN 90
2.2.3.2.2 MASCHINENTECHNIK 93
2.2.3.2.3 WAERMEKONTAKTSCHWEISSEN 94
2.2.3.2.4 WAERMEIMPULSSCHWEISSEN 94
2.2.3.3 SCHWEISSEN DURCH BEWEGUNG 95
2.2.3.3.1 ULTRASCHALLSCHWEISSEN 95
2.2.3.3.2 VIBRATIONSSCHWEISSEN 97
2.2.3.4 ERWAERMUNG IM ELEKTROMAGNETISCHEN FELD 98
2.2.3.5 ERWAERMEN MIT IJILFE VON STRAHLUNG 98
2.2.3.5.1 STRAHLUNG 98
2.2.3.5.2 DURCHSTRAHLSCHWEISSEN 100
2.3 FUEGEN DURCH LOETEN 103
2.3.1 GRUNDLAGEN 103
2.3.1.1 DEFINITION 103
2.3.1.2 EINTEILUNG DER LOETVERFAHREN 103
2.3.1.3 LOETBARKEIT 103
2.3.1.4 BENETZUNG 104
2.3.1.5 OBERFLAECHENVORBEHANDLUNG ZUM LOETEN 105
2.3.2 HART- UND HOCHTEMPERATURLOETEN 106
2.3.2.1 FLUSSMITTEL 106
2.3.2.2 LOTE 107
2.3.2.3 GRUNDWERKSTOFFE 108
2.3.2.4 VERFAHREN ZUM HART- UND HOCHTEMPERATURLOETEN 108
2.3.2.5 HARTLOETEN AUSGEWAEHLTER WERKSTOFFE 109
2.3.2.6 HOCHTEMPERATURLOETEN 111
2.3.2.7 LOETFEHLER 117
2.3.3 WEICHLOETEN 118
2.3.3.1 WERKSTOFFE/LOTE .' 118
2.3.3.2 WEICHLOETVERFAHREN 118
VIII
INHALT
2.3.3.3 WEICHLOETEN UNTER AUSNUTZUNG VON GROESSENEFFEKTEN 119
2.3.4 LASERSTRAHLLOETEN 122
2.3.4.1 GRUNDLAGEN 122
2.3.4.2 LASERSTRAHLWEICHLOETEN 122
2.3.4.2.1 STRAHLQUELLEN FUER DAS LASERSTRAHLWEICHLOETEN 122
2.3.4.2.2 EINZELPUNKTLOETEN 123
2.3.4.2.3 SIMULTANES LOETEN 124
2.3.4.2.4 QUASI-SIMULTANES LOETEN 125
2.3.4.2.5 LOETEN IN DER DURCHSTRAHLTECHNIK ODER DURCH ERWAERMUNG DES
GESAMTEN BAUELEMENTS 125
2.3.4.2.6 LASERDROPLET-LOETEN 126
2.3.4.3 LASERSTRAHLHARTLOETEN 126
2.3.4.3.1 STRAHLQUELLEN FUER DAS LASERSTRAHLHARTLOETEN 126
2.3.4.3.2 LASERSTRAHLHARTLOETEN IN DER EINSTRAHLTECHNIK 127
2.3.4.3.3 LASERSTRAHLHARTLOETEN IN DER MEHRSTRAHLTECHNIK 127
2.3.4.4 PROZESSUEBERWACHUNG BEIM LASERSTRAHLLOETEN 127
2.3.4.4.1 PROZESSUEBERWACHUNG BEIM LASERSTRAHLHARTLOETEN 127
2.3.4.4.2 PROZESSUEBERWACHUNG BEIM LASERSTRAHLLOETEN IN DER
ELEKTRONIKPRODUKTION 129
2.4 FUEGEN DURCH KLEBEN 131
2.4.1 EINLEITUNG 131
2.4.2 GRUNDLAGEN DER KLEBTECHNIK 131
2.4.2.1 ADHAESION 131
2.4.2.2 KOHAESION 132
2.4.2.3 BENETZUNG 132
2.4.3 KLEBTECHNISCHE EIGENSCHAFTEN VON FUEGETEIHVERKSTOFFEN 134
2.4.4 OBERFLAECHENBEHANDLUNG 136
2.4.5 KLEBSTOFFE 138
2.4.5.1 PHYSIKALISCH ABBINDENDE KLEBSTOFFE 138
2.4.5.2 CHEMISCH REAGIERENDE KLEBSTOFFE 139
2.4.6 EIGENSCHAFTEN VON KLEBVERBINDUNGEN 139
2.4.7 PRUEFUNG VON KLEBVERBINDUNGEN 140
2.4.8 AUSLEGUNG VON KLEBVERBINDUNGEN 141
2.4.9 VERARBEITUNG VON KLEBSTOFFEN 141
2.4.10 INDUSTRIELLE ANWENDUNGEN 142
2.5 FUEGEN DURCH SCHRAUBEN 144
2.5.1 GRUNDLAGEN 144
2.5.2 ANZUGSVERFAHREN 147
2.5.3 SCHRAUBWERKZEUGE 150
2.5.3.1 BAUFORMEN 150
2.5.3.2 ANTRIEBE 151
2.5.3.3 STEUERUNGEN 151
2.5.3.4 SENSORIK UND MESSTECHNIK 153
2.5.4 PLANUNG VON SCHRAUBSTATIONEN 154
2.5.5 SCHRAUBSTATIONEN 155
2.5.6 MONTAGEGERECHTE PRODUKTGESTALTUNG 157
2.5.7 SCHRAUBTECHNIK IN KUNSTSTOFFEN 161
2.5.7.1 AUFGABEN UND ZUVERLAESSIGKEIT VON SCHRAUBVERBINDUNGEN 161
2.5.7.2 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON SCHRAUBVERBINDUNGEN IN
KUNSTSTOFFBAUTEILEN 161
2.5.7.3 DIREKTVERSCHRAUBUNGEN 161
2.5.7.3.1 VERFAHREN 161
2.5.7.3.2 MONTAGE/EINSCHRAUBVORGANG 162
IX
INHALT
2.5.7.3.3 KONSTRUKTIONSEMPFEHLUNG 163
2.5.7.3.4 WESENTLICHE EINFLUSSGROESSEN AUF DIE VERBINDUNGSEIGENSCHAFTEN
163
2.5.7.3.5 ENTWICKLUNG VON GEWINDEGEOMETRIEN FUER KUNSTSTOFFE 165
2.5.7.3.6 ANWENDUNGSBEISPIELE 166
2.5.7.3.7 DIREKTVERSCHRAUBUNG AN ZUSATZELEMENTEN FUER DUENNWANDIGE
BAUTEILE 166
2.5.7.3.8 MONTAGE VON ZUSATZELEMENTEN FUER DUENNWANDIGE BAUTEILE 167
2.5.7.4 SCHRAUBVERBINDUNGEN MIT GEWINDEEINSAETZEN 168
2.5.7.4.1 MOULD-IN-VERFAHREN 168
2.5.7.4.2 ULTRASCHALL- UND WARMEINBETTEN 168
2.5.7.4.3 GEWINDESCHNEIDEN UND -FURCHEN 169
2.5.7.4.4 KALTEINPRESSEN 169
2.5.7.4.5 DRAHTGEWINDEEINSAETZE 169
2.5.7.5 VERBINDUNGEN MIT KUNSTSTOFFSCHRAUBEN 169
2.6 MECHANISCHES FUEGEN VON DUENNBLECH: CLINCHEN, NIETEN,
FUNKTIONSELEMENTE 171
2.6.1 GRUNDLAGEN 171
2.6.2 CLINCHEN 172
2.6.2.1 VERFAHRENSBESCHREIBUNG UND VARIANTEN 172
2.6.2.2 QUALITAETSRELEVANTE KENNGROESSEN 173
2.6.2.3 ANWENDUNGEN 175
2.6.2.4 GERAETE UND SYSTEME 175
2.6.3 NIETEN 176
2.6.3.1 VOLLNIETEN 176
2.6.3.1.1 VERFAHRENSBESCHREIBUNG UND VARIANTEN 176
2.6.3.1.2 QUALITAETSRELEVANTE KENNGROESSEN 177
2.6.3.1.3 ANWENDUNGEN 177
2.6.3.1.4 GERAETE UND SYSTEME 177
2.6.3.2 STANZNIETEN 177
2.6.3.2.1 VERFAHRENSBESCHREIBUNG UND VARIANTEN 177
2.6.3.2.2 QUALITAETSRELEVANTE KENNGROESSEN 178
2.6.3.2.3 ANWENDUNGEN 178
2.6.3.2.4 GERAETE UND SYSTEME 180
2.6.3.3 BLINDNIETEN 180
2.6.3.3.1 VERFAHRENSBESCHREIBUNG UND VARIANTEN 180
2.6.3.3.2 QUALITAETSRELEVANTE KENNGROESSEN 182
2.6.3.3.3 ANWENDUNGEN 183
2.6.3.3.4 GERAETE UND SYSTEME 183
2.6.3.4 SCHLIESSRINGBOLZEN 184
2.6.3.4.1 VERFAHRENSBESCHREIBUNG UND -VARIANTEN 184
2.6.3.4.2 QUALITAETSRELEVANTE KENNGROESSEN 184
2.6.3.4.3 ANWENDUNGEN 185
2.6.3.4.4 GERAETE UND SYSTEME 186
2.6.4 FUNKTIONSELEMENTE 186
2.6.4.1 BLINDNIETELEMENTE 186
2.6.4.1.1 VERFAHRENSBESCHREIBUNG UND VARIANTEN 186
2.6.4.1.2 QUALITAETSRELEVANTE KENNGROESSEN 186
2.6.4.1.3 ANWENDUNGEN 187
2.6.4.1.4 GERAETE UND SYSTEME 188
2.6.4.2 EINPRESS-, NIET- UND STANZELEMENTE 188
2.6.4.2.1 VERFAHRENSBESCHREIBUNG UND VARIANTEN 189
2.6.4.2.2 QUALITAETSRELEVANTE KENNGROESSEN 189
2.6.4.2.3 ANWENDUNGEN 191
X
INHALT
2.6.4.2.4 GERAETE UND SYSTEME 191
2.6.4.3 LOCH- UND GEWINDEFORMENDE SCHRAUBEN 192
2.6.4.3.1 VERFAHRENSBESCHREIBUNG UND VARIANTEN 192
2.6.4.3.2 QUALITAETSRELEVANTE KENNGROESSEN 193
2.6.4.3.3 ANWENDUNGEN 194
2.6.4.3.4 GERAETE UND SYSTEME 194
2.7 WICKELTECHNIK 197
2.7.1 AUFBAU VON SPULEN 198
2.7.2 KERN 198
2.7.2.1 KERNE AUS ELEKTROBLECH 199
2.7.2.2 FERRIT- UND PULVERKERNE 202
2.7.3 SPULENKOERPER 203
2.7.4 KUPFERLACKDRAHT 204
2.7.5 WICKLUNG 207
2.7.6 FERTIGUNGSVERFAHREN FUER WICKLUNGEN 209
2.7.6.1 LINEARWICKELN 210
2.7.6.2 FLYERWICKELN 213
2.7.6.3 RINGKERNWICKELN 213
2.7.6.4 NADELWICKELN 214
2.7.6.5 SYSTEMLOESUNGEN FUER DIE FERTIGUNG WICKELTECHNISCHER PRODUKTE 215
2.7.7 ISOLATION 216
2.7.8 ANSCHLUSSTECHNIK 217
2.7.8.1 WEICH- UND HARTLOETEN 217
2.7.8.2 WIDERSTANDSSCHWEISSEN 217
2.7.8.3 ULTRASCHALLSCHWEISSEN 218
2.7.8.4 LASERSTRAHLSCHWEISSEN 218
2.7.8.5 WIG-SCHWEISSEN 218
2.7.8.6 FORM- UND KRAFTSCHLUESSIGE KONTAKTIERUNGSELEMENTE 219
2.8 SONSTIGE FUEGEVERFAHREN 222
2.8.1 EINLEITUNG 222
2.8.2 FUEGEN DURCH ZUSAMMENSETZEN 222
2.8.3 -FUEGEN DURCH FUELLEN 225
2.8.4 FUEGEN DURCH ANPRESSEN/EINPRESSEN 225
2.8.5 FUEGEN DURCH URFORMEN 233
2.8.6 FUEGEN DURCH UMFORMEN 233
2.8.7 SCHNAPPVERBINDUNGEN 241
2.8.7.1 EINLEITUNG 241
2.8.7.2 AUSFUEHRUNGSARTEN 242
2.8.7.2.1 BIEGESCHNAPPARMVERBINDUNGEN 242
2.8.7.2.2 TORSIONSSCHNAPPVERBINDUNGEN 243
2.8.7.2.3 RINGSCHNAPP- UND KUGELGELENKVERBINDUNGEN 243
2.8.7.2.4 RINGARTIGE SCHNAPPVERBINDUNGEN 245
2.8.7.2.5 ALTERNATIVE MOEGLICHKEITEN - KLIPSE 245
2.8.7.3 GRUNDLAGEN DES WERKSTOFFVERHALTENS FUER SCHNAPPVERBINDUNGEN 246
2.8.7.4 BERECHNUNGEN FUER SCHNAPPVERBINDUNGEN 247
2.8.7.4.1 SCHNAPPHAKEN 247
2.8.7.4.2 TORSIONSSCHNAPPHAKEN 251
2.8.7.4.3 RINGSCHNAPPVERBINDUNG 253
2.8.7.4.4 KUGELGELENKVERBINDUNG 255
2.8.7.5 DIMENSIONIERUNG VON SCHNAPPVERBINDUNGEN MITTELS SOFTWARE 256
XI
INHALT
2.9 FUEGEN IN DER ELEKTRONIK 258
2.9.1 KOMPONENTEN ELEKTRONISCHER BAUGRUPPEN 258
2.9.1.1 EINFUEHRUNG 258
2.9.1.2 TECHNOLOGISCHE HERAUSFORDERUNGEN 258
2.9.1.3 SUBSTRATTECHNOLOGIE 260
2.9.1.4 BAUELEMENTTECHNOLOGIE 262
2.9.1.5 VERBINDUNGSMEDIEN 265
2.9.2 FUEGEN BEDRAHTETER BAUELEMENTE 269
2.9.2.1 BESTUECKEN BEDRAHTETER BAUELEMENTE 270
2.9.2.2 LOETVERFAHREN FUER BEDRAHTETE BAUELEMENTE 270
2.9.2.3 SONDERVERFAHREN FUER DIE KONTAKTIERUNG BEDRAHTETER BAUELEMENTE
272
2.9.3 FUEGEPROZESSE DER OBERFLAECHENMONTAGETECHNOLOGIE 273
2.9.3.1 PROZESSE ZUM MEDIENAUFTRAG 273
2.9.3.2 BAUELEMENTBESTUECKUNG 278
2.9.3.3 LOETTECHNOLOGIEN FUER DIE OBERFLAECHENMONTAGE 280
2.9.3.4 BOND-TECHNOLOGIE 285
2.9.3.5 FUEGEN ELEKTROOPTISCHER KOMPONENTEN 287
2.9.4 PROZESS- UND QUALITAETSKONTROLLE 288
2.9.4.1 MOEGLICHKEITEN DER INSPEKTION 288
2.9.4.2 AUSGEWAEHLTE FEHLERBILDER 289
2.9.4.3 NACHARBEIT IN DER ELEKTRONIKPRODUKTION 290
2.9.4.4 GANZHEITLICHE STRATEGIE ZUR QUALITAETSSICHERUNG 291
2.10 FUEGEN RAEUMLICHER ELEKTRONISCHER SCHALTUNGSTRAEGER (3D-MID) 294
2.10.1 UEBERSICHT ZUM FUEGEN STRUKTURIERTER MID 294
2.10.1.1 GEOMETRISCHE KLASSIFIZIERUNG RAEUMLICHER SCHALTUNGSTRAEGER 294
2.10.1.2 PROZESSKETTEN ZUR SCHALTUNGSTRAEGERHERSTELLUNG 295
2.10.1.3 ANFORDERUNG AN DIE 3D-MONTAGE 297
2.10.2 MEDIENAUFTRAG 297
2.10.2.1 VERBINDUNGSMEDIEN 297
2.10.2.2 SCHABLONENDRUCK 299
2.10.2.3 DISPENSEN 299
2.10.3 BAUELEMENTE-MONTAGE 299
2.10.3.1 KARTESISCHE SYSTEME 300
2.10.3.2 ROBOTERLOESUNG 301
2.10.3.3 AUTOMATISIERTER WERKSTUECKTRAEGER 302
2.10.4 VERBINDUNGSTECHNIK 303
2.10.4.1 LOETEN 303
2.10.4.2 LEITKLEBEN 303
2.10.4.3 DRAHTBONDEN 304
2.10.4.4 EINPRESSTECHNIK 304
2.10.4.5 MECHANISMEN ZUM SCHUTZ VOR EXTERNEN EINFLUESSEN 305
2.10.4.6 QUALITAET UND ZUVERLAESSIGKEIT VON MID 305
3 HANDHABEN UND MATERIALFLUSS
307
3.1 UEBERSICHT ZU HANDHABEN 309
3.1.1 EINFLUSS DER TEILEBEREITSTELLUNG AUF DIE MONTAGE 309
3.1.2 KOMPONENTEN DER HANDHABUNGSSYSTEME 310
3.1.3 KOMPONENTEN DES MATERIALFLUSSES ZUR MONTAGE 312
3.1.4 SICHERUNG DER TECHNISCHEN UND LOGISTISCHEN QUALITAET 313
XII
INHALT
3.2 INDUSTRIEROBOTER UND HANDHABUNGSGERAETE 316
3.2.1 EINLEITUNG 316
3.2.2 GRUNDLAGEN ROBOTER 317
3.2.2.1 DEFINITIONEN 317
3.2.2.1.1 DEFINITION YYINDUSTRIEROBOTER" 317
3.2.2.1.2 DEFINITION YYAUTONOMES FAHRZEUG UND MOBILER ROBOTERARM" 318
3.2.2.1.3 DEFINITION YYFREIHEITSGRAD" 318
3.2.2.1.4 DEFINITION YYBEWEGUNGSACHSE" 318
3.2.2.1.5 DEFINITION YYKOORDINATENSYSTEME" 318
3.2.2.2 KINEMATIK 319
3.2.2.2.1 ZWEI-ARM-ROBOTER 321
3.2.2.2.2 PARALLELE ROBOTER 321
3.2.2.3 STEUERUNG, REGELUNG UND PROGRAMMIERUNG 323
3.2.2.3.1 MODELLIERUNG DER KINEMATIK 323
3.2.2.3.2 DYNAMIK UND REGELUNG 325
3.2.2.3.3 STEUERUNG 326
3.2.2.3.4 PROGRAMMIERUNG 327
3.2.2.4 SENSOREN 328
3.2.2.5 AKTOREN 328
3.2.3 MENSCH-MASCHINE-KOOPERATION 329
3.2.3.1 BALANCER 329
3.2.3.2 KOBOT 330
3.2.3.3 ASSISTENZROBOTER 330
3.2.4 ANWENDUNGSBEISPIELE UND TECHNOLOGIEENTWICKLUNGEN 331
3.2.4.1 INTUITIVE MENSCH-ROBOTER-INTERAKTION 331
3.2.4.2 YYGRIFF IN DIE KISTE" FUER DIE MASCHINENBESTUECKUNG 333
3.2.4.3 POWERMATE: KRAFTUNTERSTUETZUNG BEI DER MONTAGE 333
3.2.4.4 FUENF-MINUTEN-PROGRAMMIERUNG VON SCHWEISSZELLEN 335
3.3 GREIFER 337
3.3.1 ZIEL DES VORLIEGENDEN KAPITELS 337
3.3.2 DEFINITION UND BEDEUTUNG DER GREIFTECHNIK 337
3.3.3 ZUR GESCHICHTE 338
3.3.4 ORDNUNGSSYSTEME DER GREIFTECHNIK 338
3.3.5 WESENTLICHE FUNKTIONSEINHEITEN EINES GREIFMODULS 339
3.3.5.1 FLANSCH- 339
3.3.5.2 GREIFERGEHAEUSE 340
3.3.5.3 ANTRIEB 341
3.3.5.4 KINEMATIK BZW. ABTRIEB 342
3.3.5.5 HALTESYSTEM 344
3.3.6 AUSWAHL DES RICHTIGEN GREIFERS 345
3.3.6.1 GREIFGUTABHAENGIGE KRITERIEN BEWERTEN 345
3.3.6.2 GREIFGUTUNABHAENGIGE KRITERIEN BEWERTEN 346
3.3.6.3 REGULAERE HANDHABUNGSKRAEFTE ERMITTELN 347
3.3.6.4 AUSNAHMEBELASTUNGEN BETRACHTEN 349
3.3.6.5 PROZESSKRAEFTE BETRACHTEN 350
3.3.6.6 NOTWENDIGE UND ZULAESSIGE GREIFKRAFT ERMITTELN 350
3.3.6.7 GREIFER AUSWAEHLEN 351
3.3.7 ADAPTIVITAET ALS ZUKUENFTIGER ERFOLGSFAKTOR IN DER HANDHABUNG 351
3.3.7.1 ADAPTIVITAET IN DER HANDHABUNG 351
3.3.7.2 INDUSTRIELLE GREIFHAND ALS ADAPTIVITAETSFAKTOR 354
3.3.7.3 ADAPTIVES GREIFEN AM BEISPIEL DER INTRALOGISTIK 354
XIII
INHALT
3.4 ORDNUNGSGERAETE 357
3.4.1 SCHWINGFOERDERER 357
3.4.1.1 GRUNDLAGEN DER SCHWINGFOERDERTECHNIK 357
3.4.1.2 KONVENTIONELLE UND KOMPENSIERENDE SYSTEME 360
3.4.1.3 ALTERNATIVANTRIEBSSYSTEM PIEZO 362
3.4.1.4 FUNKTIONSELEMENTE VON ZUFUEHREINRICHTUNGEN 363
3.4.1.5 ANSTEUERUNG VON SCHWINGFOERDERERN 365
3.4.1.6 EINFLUSSFAKTOREN BEIM BETRIEB VON SCHWINGFOERDERERN 366
3.4.2 PLATTENHUBFOERDERER 367
3.4.3 ENTWIRRGERAETE 368
3.4.3.1 WENDELFOERDERERBASIERTE ENTWIRRGERAETE 368
3.4.3.2 TROMMELENTWIRRER 369
3.4.3.3 BLASENTWIRRER 370
3.4.4 AUSBLICK 370
3.5 SYSTEMLOESUNGEN 372
3.5.1 SYSTEMLOESUNGEN FUER DIE SPANENDE FERTIGUNG 373
3.5.1.1 SCHNITTSTELLEN AN BEARBEITUNGSSYSTEMEN 374
3.5.1.2 ANFORDERUNGEN AN DIE HANDHABUNG VON WERKZEUGEN 375
3.5.1.3 ANFORDERUNGEN AN DIE HANDHABUNG VON BAUTEILEN 376
3.5.1.4 ANFORDERUNGEN AN DEN INFORMATIONSTRANSFER 377
3.5.2 HANDHABUNG VON DREHTEILEN 378
3.5.2.1 WERKSTUECKHANDHABUNG 379
3.5.2.2 SPANNMITTELWECHSELSYSTEME 379
3.5.2.2.1 STANGENLADEMAGAZINE 379
3.5.2.2.2 WERKSTUECKABHOLEINRICHTUNG 380
3.5.2.2.3 ANBAUGERAETE 381
3.5.2.2.4 VERTIKALDREHMASCHINE 381
3.5.2.2.5 INDUSTRIEROBOTER 381
3.5.2.3 BEISPIEL: HOCHAUTOMATISIERTE FLEXIBLE DREHZELLE 382
3.5.2.4 WERKZEUGHANDHABUNG AN DREHMASCHINEN 383
3.5.3 HANDHABUNG VON FRAESTEILEN 383
3.5.3.1 WERKSTUECKWECHSELSYSTEME 384
3.5.3.2 PALETTENWECHSELSYTEME 384
3.5.3.3 NULLPUNKTSPANNSYSTEME MIT UND OHNE AUTOMATISIERUNG 385
3.5.3.4 WERKZEUGWECHSELSYSTEME 386
3.5.3.5 BEISPIEL: FLEXIBLES FERTIGUNGSSYSTEM MIT AUTOMATISCHER
WERKSTUECK- UND
WERKZEUGHANDHABUNG 387
3.5.4 HANDHABUNG VON BLECHTEILEN 389
3.5.4.1 ANFORDERUNGEN UND SPEZIFISCHE PROBLEME 389
3.5.4.2 FORMAENDERUNG DURCH DEN PROZESS 389
3.5.4.3 SPEZIFISCHE GREIFER FUER BLECHTEILE 389
3.5.4.4 TYPISCHE MAGAZINIERLOESUNGEN 390
3.5.4.5 BEISPIELHAFTE SYSTEMLOESUNGEN 391
3.5.5 HANDHABUNG VON KUNSTSTOFFTEILEN 397
3.5.5.1 MATERIALHANDLING 397
3.5.5.1.1 MATERIALLAGERUNG 397
3.5.5.1.2 FOERDERUNG 399
3.5.5.1.3 DOSIERUNG 403
3.5.5.1.4 TROCKNUNG 410
3.5.5.2 ENTNAHME AUS SPRITZGIESSMASCHINEN 414
3.5.5.2.1 EINFUEHRUNG 414
XIV
INHALT
3.5.5.2.2 ROBOTERARTEN 414
3.5.5.2.3 GREIFER 416
3.5.5.2.4 STEUERUNG 417
3.5.5.2.5 ENTSCHEIDUNGSHILFEN ZUR ROBOTERAUSWAHL 419
3.6 MATERIALFLUSS ZUR MONTAGE 420
3.6.1 EINLEITUNG 420
3.6.2 ANFORDERUNGEN DURCH DIE MONTAGE AN DEN MATERIALFLUSS 420
3.6.2.1 SERIENPRODUKTION 420
3.6.2.2 VARIANTENREICHE FLEXIBLE KLEINSERIENPRODUKTION 420
3.6.3 TRANSPORTHILFSMITTEL UND KOMMISSIONIERUNG 421
3.6.4 TECHNISCHE LOESUNGEN FUER DEN MATERIALFLUSS IN DER MONTAGE 421
3.6.4.1 MATERIALFLUSSANALYSE 422
3.6.4.2 MATERIALBEREITSTELLUNG IN DER MONTAGE 423
3.6.4.3 WERKSTUECKTRAEGERSYSTEME/TRANSFERSYSTEME 425
3.6.4.4 FAHRERLOSE TRANSPORTSYSTEME 426
3.6.4.5 ELEKTROHAENGEBAHNSYSTEME 427
3.6.5 MATERIAL- UND INFORMATIONSFLUSS - MATERIALFLUSSSTEUERUNG 428
3.6.6 MATERIALFLUSSOPTIMIERUNG DURCH PROZESSOPTIMIERUNG 431
4 MONTAGEZELLEN
433
4.1 UEBERSICHT ZU MONTAGEZELLEN 435
4.1.1 WECHSELWIRKUNGEN VON PRODUKTSTRUKTUR UND MONTAGEKONZEPT 435
4.1.2 FLEXIBILITAET UND AUTOMATISIERUNG 436
4.1.2.1 OPTIMIERUNG MANUELLER MONTAGEPLAETZE 437
4.1.2.2 AUTOMATISIERTE MONTAGE MIT FESTTAKTMASCHINEN 438
4.1.2.3 AUTOMATISIERTE MONTAGE MIT INDUSTRIEROBOTERN 439
4.1.2.4 AUTOMATISIERTE MONTAGE MIT MODULAREN, FLEXIBLEN EINHEITEN 440
4.1.3 KOOPERATIVE MONTAGEKONZEPTE 441
4.1.4 RECHNERGESTUETZTER ENTWURF VON MONTAGEZELLEN 442
4.1.5 RECHNEREINSATZ ZUR ERGONOMISCHEN OPTIMIERUNG 443
4.2 MONTAGEGERECHTE PRODUKTGESTALTUNG 446
4.2.1 EINFUEHRUNG IN DIE MONTAGEGERECHTE PRODUKTGESTALTUNG 446
4.2.2 AUFBAU DES KAPITELS 446
4.2.3 BESTIMMUNG DER BESTGEEIGNETEN BAUSTRUKTUR 447
4.2.3.1 INTEGRAL-, DIFFERENZIAL- UND VERBUNDBAUSTRUKTUR 447
4.2.3.2 GLIEDERN DER MONTAGEOPERATIONEN 448
4.2.3.3 REDUZIEREN DER MONTAGEOPERATIONEN 448
4.2.3.4 VEREINHEITLICHEN UND VEREINFACHEN DER MONTAGEOPERATIONEN 449
4.2.4 MONTAGEGERECHTE GESTALTUNG DER FUEGESTELLEN 449
4.2.4.1 REDUZIEREN DER FUEGESTELLEN 449
4.2.4.2 VEREINHEITLICHEN DER FUEGESTELLEN 449
4.2.4.3 VEREINFACHEN DER FUEGESTELLEN 450
4.2.5 MONTAGEGERECHTE GESTALTUNG DER FUEGETEILE 451
4.2.6 PRODUKTSTRUKTURIERUNG DURCH MODULARISIERUNG 452
4.2.6.1 BAUREIHEN 452
4.2.6.2 BAUKAESTEN 453
4.2.7 FUNKTIONS- UND MONTAGEGERECHTES TOLERANZKONZEPT 458
4.2.7.1 BAUWEISEN 459
4.2.7.2 ARTEN DER MONTAGE NACH AUTOMATISIERUNGSGRAD 459
4.2.7.3 MOEGLICHKEITEN DES TOLERANZAUSGLEICHS 459
XV
INHALT
4.2.7.4 BEZUGSSYSTEME ZUR FESTLEGUNG DER FREIHEITSGRADE 460
4.2.7.5 ARTEN VON AUSRICHTKONZEPTEN IN DER MONTAGE 460
4.2.7.6 GESTALTUNGSRICHTLINIEN FUER EIN MONTAGEGERECHTES TOLERANZKONZEPT
461
4.2.8 METHODEN ZUR BEWERTUNG DER MONTAGEGERECHTHEIT 462
4.2.8.1 DFMA-METHODE (DESIGN FOR MANUFACTURE AND ASSEMBLY) 462
4.2.8.2 MONTAGEERWEITERTE ABC-ANALYSE 463
4.2.8.3 LUCAS DFA-METHODE 463
4.2.8.4 DFX-LEITLINIENKATALOG DES FRAUNHOFER-INSTITUTS FUER
PRODUKTIONSTECHNIK UND
AUTOMATISIERUNG 463
4.2.8.5 AEM-METHODE (ASSEMBLABILITY EVALUATION METHOD) 463
4.3 RECHNERGESTUETZTER ENTWURF VON MONTAGEZELLEN 465
4.3.1 PLANUNGSSYSTEMATIK UND AUFBAU DES KAPITELS 465
4.3.1.1 UEBERGREIFENDE DATENNUTZUNG ZUR BEWERTUNG VON MONTAGESYSTEMEN 466
4.3.1.2 SIMULATIONSEINSATZ UND WIRTSCHAFTLICHKEITSBETRACHTUNG 468
4.3.2 RECHNERUNTERSTUETZUNG ZUR MONTAGEGERECHTEN PRODUKTGESTALTUNG 471
4.3.3 RECHNERGESTUETZTER ENTWURF AUTOMATISIERTER MONTAGEZELLEN 472
4.3.3.1 KINEMATIKSIMULATION 473
4.3.3.2 RECHNERGESTUETZTER ENTWURF VON BETRIEBSMITTELN AM BEISPIEL DER
GREIFERGESTALTUNG 474
4.3.4 RECHNERGESTUETZTER ENTWURF MANUELLER MONTAGEZELLEN 475
4.3.4.1 ERGONOMIESIMULATION 475
4.3.4.2 RECHNERGESTUETZTE VERFAHREN ZUR ZEITERMITTLUNG 477
4.3.5 MATERIALFLUSSGESTALTUNG 478
4.3.6 AUSBLICK 481
4.4 MANUELLE UND HYBRIDE MONTAGESYSTEME 483
4.4.1 EINLEITUNG MANUELL - HYBRID 483
4.4.2 PRIMAER-SEKUNDAER-ANALYSE 483
4.4.2.1 DEFINITION DES WIRKUNGSGRADES 483
4.4.2.2 ANWENDUNGSBEREICH 484
4.4.2.3 GRUNDANALYSE 485
4.4.2.4 FEINANALYSE 485
4.4.2.5 ANWENDUNG BEISPIEL FEINANALYSE 487
4.4.3 AUSWAHLKRITERIEN 489
4.4.3.1 PLANUNGSVORGABEN 489
4.4.3.2 PLANUNGSABLAUF 489
4.4.4 ERGONOMISCHE GESTALTUNG MANUELLER MONTAGEARBEITSPLAETZE 491
4.4.4.1 TEILEBEREITSTELLUNG ". 493
4.4.4.2 LEISTUNGSGEWANDELTE MITARBEITER/INNEN 493
4.4.5 MONTAGEABLAUFPRINZIPIEN 494
4.4.5.1 STUECKWEISE MONTAGE 494
4.4.5.2 SATZWEISE MONTAGE 495
4.4.6 EINZELPLATZMONTAGE 496
4.4.6.1 EINLEITUNG 496
4.4.6.2 WERKBANKMONTAGE 498
4.4.6.3 ONE-PIECE-FLOW-SYSTEM 499
4.4.6.4 ARBEITSPLATZGESTALTUNG FUER SATZWEISEN MONTAGEABLAUF 499
4.4.6.5 VERGLEICH DER WIRTSCHAFTLICHKEIT 502
4.4.7 MANUELLE FLIESSMONTAGE 502
4.4.7.1 AUSTAKTUNG 502
4.4.7.2 SYSTEMGESTALTUNG . 503
XVI
INHALT
4.4.7.2.1 FLIESSMONTAGE MIT MANUELLER FOERDERUNGEN DES MONTAGEOBJEKTES UND
STUECKWEISEM MONTAGEABLAUF 503
4.4.7.2.2 FLIESSMONTAGE MIT MECHANISCHER FOERDERUNG DES MONTAGEOBJEKTES
UND
STUECKWEISEM MONTAGEABLAUF 504
4.4.7.2.3 FLIESSMONTAGE MIT MANUELLER FOERDERUNG DES MONTAGEOBJEKTES UND
SATZWEISEM MONTAGEABLAUF 505
4.4.7.2.4 TAKTFREIE FLIESSMONTAGE NACH DEM PRINZIP YYONE PIECE FLOW" 506
4.4.7.3 PROZESSABSICHERUNG IN DER MANUELLEN MONTAGE 508
4.4.8 HYBRIDE MONTAGESYSTEME 509
4.4.8.1 HYBRIDE EINZELMONTAGEPLAETZE 509
4.4.8.2 HYBRIDE FLIESSMONTAGEZELLEN MIT SATZWEISEM MONTAGEABLAUF 510
4.4.9 WANDLUNGSFAEHIGE, HYBRIDE MONTAGESYSTEME 511
4.4.10 BORDNETZMONTAGE 514
4.4.10.1 EINLEITUNG 514
4.4.10.2 PHYSISCHES BORDNETZ 514
4.4.10.2.1 DIE FUNKTION DES KABELBAUMES 515
4.4.10.2.2 BESTANDTEILE VON KABELSAETZEN 516
4.4.10.2.3 ENTWICKLUNG VON KABELSAETZEN 520
4.4.10.3 PRODUKTION 521
4.4.10.3.1 FERTIGUNGSTECHNIKEN BEI DER MONTAGE VON KABELSAETZEN 521
4.4.10.3.2 ERSTELLUNG VON ARBEITSPLAENEN (ARBEITSVORBEREITUNG) 522
4.4.10.3.3 PLANUNG DER PROZESSE 522
4.4.10.3.4 GESTALTUNG VON ARBEITSSTATIONEN 523
4.4.10.3.5 BEREITSTELLEN DER KOMPONENTEN 523
4.4.10.4 QUALITAETSSICHERUNG 524
4.4.10.5 KENNZEICHNUNG UND VERSAND 524
4.4.10.6 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 525
4.5 ROBOTER BASIERTE MONTAGEZELLEN 526
4.5.1 SYSTEMINTEGRATION FUER DIE AUTOMATISIERUNG 526
4.5.1.1 UEBERSICHT UEBER DIE ROBOTERZELLEN 526
4.5.1.2 REALISIERUNG ROBOTER BASIERTER MONTAGEZELLEN 528
4.5.1.2.1 BEISPIEL 1: SCHWEISSEN VON KATALYSATOR-KOMPONENTEN MIT DEM CMT
VERFAHREN 529
4.5.1.2.2 BEISPIEL 2: PHOTOVOLTAIK-MODULMONTAGE -
MONTAGE DER ELEKTRISCHEN ANSCHLUSSDOSEN UND TAPESTATION 531
4.5.1.3 KOOPERIERENDE ROBOTER FUER MONTAGEAUFGABEN 534
4.5.2 NACHGIEBIGE ROBOTERSYSTEME FUER DIE MONTAGE 544
4.5.2.1 NACHGIEBIGKEIT IN DER KLASSISCHEN ROBOTIK 544
4.5.2.2 NACHGIEBIG GEREGELTE SYSTEME 546
4.5.2.3 EIGENSCHAFTEN EINES NACHGIEBIG GEREGELTEN SYSTEMS 548
4.5.2.4 ANWENDUNGEN DER LBR-TECHNIK 550
4.5.2.5 EINSATZ NACHGIEBIGER ROBOTERSYSTEME IM REALEN PROZESS 552
4.5.3 INNOVATIVE AUTOMATION DER MONTAGE MIT INDUSTRIEROBOTERN 557
4.5.3.1 DAS GERAETEPROGRAMM FUER DIE MONTAGE 557
4.5.3.2 ROBOTER BASIERTES MONTAGESYSTEM FUER STECKVERBINDER 558
4.5.3.3 HOCHSENSIBLE MONTAGE VON GASGENERATOREN FUER AIRBAGS 560
4.5.3.4 ROBOTERBASIERTE MONTAGE VON BESCHLAEGEN UND SCHLOESSERN 562
4.6 MODULARISIERTE ZELLEN MIT WIEDERVERWENDBARKEIT 564
4.6.1 ANFORDERUNGEN AN PRODUKTIONSANLAGEN UND UNTERNEHMEN 564
4.6.2 ZIELGERICHTETE VORGEHENS-WEISEN DER UNTERNEHMEN 564
XVII
INHALT
4.6.3 MODULARITAET GETAKTETER ANLAGEN 566
4.6.3.1 PROZESSMODULARE ANLAGEN FUER MECHATRONISCHE GERAETE UND
FEINWERKTECHNISCHE PRODUKTE .566
4.6.3.2 MODULARE ANLAGEN FUER GROESSERE AGGREGATE AM BEISPIEL EINES
ANTRIEBS- UND
GETRIEBEPRUEFSTANDES 571
4.6.4 MODULARITAET KONTINUIERLICHER PRODUKTIONSANLAGEN 573
4.6.4.1 KONTINUIERLICHE PRODUKTIONSANLAGEN DER PHARMA- UND
MEDIZINTECHNIK 573
4.6.4.2 MODULARITAET KONTINUIERLICH LAUFENDER PRODUKTIONSANLAGEN ZUR
FERTIGUNG VON
PRODUKTEN FUER ERZEUGUNG, SPEICHERUNG UND LEITUNG VON ELEKTRISCHER
ENERGIE 574
4.6.4.3 MODULARE, KONTINUIERLICHE PRODUKTIONSANLAGEN ZUR HERSTELLUNG
ELEKTRISCHER LEITER 578
4.6.4.4 INLINE-OBERFLAECHENTECHNIK 581
4.6.4.5 MONTAGE DER EINZELNEN LEITER ZU EINEM LEITERBUENDEL DURCH
VERSEILEN UND FLECHTEN 581
4.6.4.6 MODULARER ELEKTROMASCHINENBAU UND STEUERUNGSTECHNIK 585
4.6.5 UNTERNEHMENSWEITE STANDARDISIERUNG UND WISSENSMANAGEMENT IM
UNTERNEHMEN 586
4.6.6 ZUKUENFTIGE PRODUKTIONSANLAGEN 587
5 SYSTEMLOESUNGEN
589
5.1 UEBERSICHT ZU MONTAGESYSTEMEN 591
5.1.1 PLANUNGSGRUNDLAGEN 591
5.1.2 TECHNISCHE PLANUNGSMITTEL 593
5.1.3 ALTERNATIVE SYSTEMLOESUNGEN 595
5.1.4 PERSPEKTIVEN RECHNERINTEGRIERTER MONTAGESYSTEME 598
5.1.5 BEISPIELE AKTUELLER SYSTEMLOESUNGEN 600
5.2 PLANUNG UND STEUERUNG VON MONTAGEANLAGEN 602
5.2.1 PLANUNG VON MONTAGEANLAGEN 602
5.2.1.1 GRUNDLAGEN FUER DIE OPTIMIERUNG IN DER MONTAGE 602
5.2.1.2 SYSTEMATISCHE PLANUNG 603
5.2.1.3 SOFTWAREUNTERSTUETZUNG 606
5.2.1.4 SIMULATIONSSTUDIEN 607
5.2.1.4.1 VORGEHENSWEISE BEI SIMULATIONSSTUDIEN ZUR PLANUNG VON
MONTAGEANLAGEN 607
5.2.1.4.2 MODELLERSTELLUNG 608
5.2.1.4.3 DATENBEREITSTELLUNG 610
5.2.1.4.4 DURCHFUEHRUNG VON EXPERIMENTEN UND STATISTISCHE AUSWERTUNG 612
5.2.1.4.5 ABLEITUNG VON OPTIMIERUNGSSCHRITTEN 614
5.2.1.4.6 PRAKTISCHER EINSATZ DER SIMULATION IN DER MONTAGE 615
5.2.1.5 UEBERGANG ZUR DIGITALEN FABRIK 617
5.2.2 PLANUNG, PROJEKTIERUNG UND PROGRAMMIERUNG DER
AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 622
5.2.2.1 KOMPONENTEN DER AUTOMATISIERUNGSTECHNIK 622
5.2.2.2 RECHNERUNTERSTUETZTE PLANUNG UND PROJEKTIERUNG DER ELEKTRISCHEN
UND
FLUIDTECHNISCHEN KOMPONENTEN 630
5.2.2.3 PROJEKTIERUNG DER AUTOMATISIERUNGSKOMPONENTEN 632
5.2.2.4 PROGRAMMIERUNG DER AUTOMATISIERUNGSKOMPONENTEN 634
5.2.3 INBETRIEBNAHME 637
5.2.4 BETRIEB VON MONTAGEANLAGEN 639
5.3 PLANUNG UND REALISIERUNG EINES MONTAGESYSTEMS FUER SCHALTGERAETE 645
5.3.1 KURZBESCHREIBUNG DES BEHANDELTEN SYSTEMS 645
5.3.2 ANFORDERUNGEN UND RANDBEDINGUNGEN DER BESTEHENDEN UMGEBUNG 645
5.3.2.1 PRODUKT 645
5.3.2.2 PRODUKTIONSUMGEBUNG 646
5.3.3 MATERIALVERSORGUNGSSYSTEM ARRIBA
4
. 647
XVIII
INHALT
5.3.3.1 BASISELEMENTE 647
5.3.3.2 SYSTEMSIMULATION 648
5.3.3.3 EINBETTUNG DES SYSTEMS 650
5.3.3.4 STEUERUNGSPROZESSE 650
5.3.3.5 SYSTEMABSICHERUNG 651
5.3.3.6 UMSETZUNG 651
5.3.4 ENDMONTAGELINIE 652
5.3.4.1 KONZEPTERSTELLUNG 652
5.3.4.2 LASTENHEFT-/PFLICHTENHEFTVORGABEN 652
5.3.4.3 PROZESSUEBERWACHUNG, QUALITAETSSICHERUNG 658
5.3.4.4 UMSETZUNG 658
5.3.5 ERFAHRUNGEN AUS DEM PROJEKT 659
5.4 MONTAGE VON GROSSGERAETEN 660
5.4.1 MONTAGE MEDIZINISCHER GROSSGERAETE 660
5.4.1.1 EINLEITUNG 660
5.4.1.1.1 QUALITAETSANFORDERUNGEN 660
5.4.1.2 SCHNITTSTELLE ENTWICKLUNG - FERTIGUNG 663
5.4.1.2.1 PRODUKTENTWICKLUNG UND -EINFUEHRUNG 663
5.4.1.2.2 AENDERUNGSMANAGEMENT 666
5.4.1.3 MONTAGEPROZESS 667
5.4.1.3.1 PROZESSDESIGN 667
5.4.1.3.2 PROZESSRAHMEN 668
5.4.1.3.3 PROZESSSTEUERUNG 672
5.4.1.3.4 SYSTEMATISCHE PROZESSVERBESSERUNG 678
5.4.1.4 AUSBLICK 681
5.4.1.4.1 PRODUKT UND PROZESSGESTALTUNG 681
5.4.1.4.2 GLOBALES FERTIGUNGSKONZEPT 682
5.4.2 MONTAGE VON HAUSHALTS-GESCHIRRSPUELERN BEI MIELE 684
5.4.2.1 RAHMENBEDINGUNGEN UND HERAUSFORDERUNGEN 684
5.4.2.2 AUFBAU UND FUNKTION EINES HAUSHALTSGESCHIRRSPUELERS 685
5.4.2.3 DIE PROZESSKETTE IN DER FERTIGUNG UND MONTAGE 686
5.4.2.4 ORGANISATORISCHE ERFOLGSFAKTOREN 687
5.4.2.5 TECHNOLOGISCHE ERFOLGSFAKTOREN 689
5.4.2.6 ZUSAMMENFASSUNG 693
5.5 MONTAGE VON PKW 694
5.5.1 MONTAGESTRUKTUREN BEI DER PKW-PRODUKTION 694
5.5.1.1 MANUFAKTURFERTIGUNG 695
5.5.1.2 MONTAGE BEI KLEINEN STUECKZAHLEN 696
5.5.1.3 MONTAGE IN DER GROSSSERIE 697
5.5.1.4 GRUNDLAGEN DER MONTAGEPLANUNG 697
5.5.2 MONTAGE IN DER AUTOMOBILINDUSTRIE - GRUNDPRINZIPIEN 699
5.5.2.1 KAROSSERIEMONTAGE 700
5.5.2.2 STRATEGIE: MONTAGEKONZEPT. HAUPTMONTAGEBAND VERSUS
VORMONTAGEBAND 702
5.5.2.3 ELEKTRIK UND ELEKTRONIK IN DER MONTAGE 702
5.5.2.4 MONTAGE DER AUSSTATTUNGSKOMPONENTEN 708
5.5.3 MONTAGETECHNOLOGIE 714
5.5.3.1 AUTOMATISIERUNG, FLEXIBILIAET UND SENSORIK 714
5.5.3.2 MONTAGE INTERIEUR 716
5.5.3.3 AUTOMATISIERUNG IN DER MONTAGE 718
5.5.4 INBETRIEBNAHME UND AUDITIERUNG 722
XIX
INHALT
5.6 MONTAGE VON MASCHINEN UND ANLAGEN 724
5.6.1 MONTAGE VON DRUCKMASCHINEN 724
5.6.1.1 DAS UNTERNEHMEN HEIDELBERGER DRUCKMASCHINEN AG 724
5.6.1.2 HEIDELBERG PRODUKTIONSSYSTEM - GANZHEITLICHES ARBEITEN MIT
SYSTEM 725
5.6.1.3 DIE SYSTEMMONTAGE 727
5.6.2 MONTAGE VON WERKZEUGMASCHINEN 734
5.6.2.1 WESENTLICHE KOMPONENTEN EINER WERKZEUGMASCHINE 734
5.6.2.1.1 GESTELL 735
5.6.2.1.2 VORSCHUBACHSEN 735
5.6.2.1.3 HAUPTSPINDEL 736
5.6.2.1.4 STEUERUNG UND SCHALTSCHRANK 736
5.6.2.1.5 PERIPHERIEEINRICHTUNGEN UND NEBENAGGREGATE 737
5.6.2.2 MONTAGEGERECHTE BAUWEISE VON WERKZEUGMASCHINEN 737
5.6.2.2.1 ERLAEUTERUNG DER STRATEGIE DER MODULAREN BAUWEISE 738
5.6.2.2.2 VOR- UND NACHTEILE EINER MODULAREN BAUKASTENSTRUKTUR 738
5.6.2.2.3 BEISPIEL EINES MODULAREN BAUKASTENSYSTEMS 739
5.6.2.3 WERTSCHOEPFUNGSPROZESSE UND MONTAGEABLAUF 740
5.6.2.3.1 VORMONTAGE 740
5.6.2.3.2 ENDMONTAGE 743
5.6.2.3.3 KALIBRIERUNG UND INBETRIEBNAHME 746
5.6.2.3.4 KUNDENVORABNAHME 746
5.6.2.3.5 DEMONTAGE UND TRANSPORT 747
5.6.2.3.6 AUSSENMONTAGE BEIM KUNDEN 747
5.6.2.3.7 AUSGEWAEHLTE PRODUKTIONSANSAETZE 747
5.6.2.4 ABSCHLUSS UND FAZIT. 749
5.7 PROZESSE UND TECHNOLOGIEN FUER DEN ELEKTROMASCHINENBAU 751
5.7.1 APPLIKATIONEN FUER ELEKTRISCHE MASCHINEN UND DEREN ANFORDERUNGEN
752
5.7.2 KONSTRUKTIONSPRINZIPIEN ELEKTRISCHER MASCHINEN 752
5.7.3 WERKSTOFFE UND KOMPONENTEN FUER ELEKTROMOTOREN 755
5.7.4 PROZESSE FUER DIE KOMPONENTENFERTIGUNG 757
5.7.5 PROZESSE FUER DIE FERTIGUNG VON MAGNETKOERPERN 759
5.7.6 PROZESSE ZUR EINBRINGUNG DES ISOLATIONSSYSTEMS 760
5.7.7 PROZESSE UND SYSTEME FUER DIE SPULENFERTIGUNG 761
5.7.8 SETZEN DER WICKLUNGEN 764
5.7.9 KONTAKTIEREN ELEKTRISCHER WICKLUNGEN 765
5.7.10 FORMEN UND BANDAGIEREN DER WICKELKOEPFE 767
5.7.11 MONTAGE VON DAUERMAGNETEN 767
5.7.12 IMPRAEGNIERVERFAHREN 769
5.8 MONTAGESYSTEME IN DER ELEKTRONIK 770
5.8.1 SYSTEMLOESUNGEN ZUR ELEKTRONIKPRODUKTION 770
5.8.1.1 VARIANTEN ELEKTRONISCHER BAUGRUPPEN 770
5.8.1.2 ALTERNATIVE PROZESSKETTEN 771
5.8.1.3 SPEZIFISCHE FUEGETECHNOLOGIEN 771
5.8.2 MASCHINEN UND SYSTEME DER ELEKTRONIKPRODUKTION 772
5.8.2.1 EINFUEHRUNG 772
5.8.2.2 MASCHINEN UND SYSTEME FUER OBERFLAECHENMONTAGE 772
5.8.2.3 MASCHINEN UND SYSTEME FUER BARE-DIE-PACKAGING-PROZESSE 776
5.8.2.4 ENDMONTAGESYSTEME 779
5.8.2.5 OPTISCHE UND ELEKTRISCHE PRUEFSYSTEME 780
5.8.3 LINIENPLANUNG IN DER ELEKTRONIKPRODUKTION 783
XX
INHALT
5.8.3.1 KLASSISCHE LINIENKONZEPTE 783
5.8.3.2 BEWERTUNGSKRITERIEN FUER LINIENKONZEPTE 784
5.8.3.3 REALISIERUNG VON LEAN PRODUCTION IN DER ELEKTRONIKPRODUKTION 785
5.8.4 EXEMPLARISCHE SYSTEMLOESUNGEN 786
5.8.5 RUESTOPTIMIERUNG VON BESTUECKSYSTEMEN 788
5.8.5.1 MOTIVATION, ANSAETZE ZUR RUESTOPTIMIERUNG 788
5.8.5.2 UMSETZUNG - DAS 4-SCHICHTEN-MODELL 790
5.8.6 PROZESSOPTIMIERUNG IN DER ELEKTRONIKPRODUKTION 792
5.8.6.1 ZIELGROESSE DER PROZESSOPTIMIERUNG 792
5.8.6.2 SYSTEMATISCHE PROZESSOPTIMIERUNG MIT SIX SIGMA 794
5.8.6.3 FALLSTUDIE ZUR PROZESSOPTIMIERUNG 795
5.9 SYSTEMBEISPIELE ZU MOLDED INTERCONNECT DEVICES MID 799
5.9.1 MID-RELEVANTE BRANCHEN UND APPLIKATIONSFELDER 799
5.9.2 SERIENAPPLIKATIONEN 800
5.9.2.1 DRUCKSENSOR FUER ESP-BREMSREGELSYSTEME 800
5.9.2.2 STROEMUNGSSENSOR FUER VOLUMENSTROMREGLER IN DER KLIMATECHNIK 801
5.9.2.3 BELEUCHTUNGSMODUL FUER EIN KAMERA-SICHERHEITSSYSTEM 802
5.9.2.4 MEHRFUNKTIONALE KOMBISCHALTER FUER DEN MOTORRADLENKER 803
5.9.2.5 SONNENSENSOR ZUR KLIMASTEUERUNG IM AUTOMOBIL 804
5.9.3 PLANUNG UND ENTWICKLUNG VON MID-LOESUNGEN 805
5.9.3.1 INTEGRATIVE ENTWICKLUNG VON MID 805
5.9.3.2 DESIGN RAEUMLICHER SCHALTUNGSTRAEGER 805
5.9.3.3 ZUSAMMENARBEIT IN DER FORSCHUNGSVEREINIGUNG 3-D MID 806
6 BETRIEB 809
6.1 UEBERSICHT ZU BETRIEB 811
6.1.1 BEDEUTUNG SCHNELLER SYSTEMEINFUEHRUNG 811
6.1.2 KONZEPTE ZUM SICHEREN BETRIEB 812
6.1.3 QUALITAETSSICHERUNG 815
6.2 INBETRIEBNAHME VON MONTAGEANLAGEN 817
6.2.1 GRUNDLAGEN 817
6.2.2 PRODUKTIONSANLAUF 818
6.2.2.1 ZIELE IM PRODUKTIONSANLAUF 820
6.2.2.2 ANLAUFSTRATEGIEN 821
6.2.2.3 STOEREINFLUESSE IM PRODUKTIONSANLAUF 822
6.2.3 INBETRIEBNAHME KOMPLEXER MONTAGEANLAGEN 823
6.2.3.1 HANDLUNGSFELDER DER INBETRIEBNAHME 824
6.2.3.2 VIRTUELLE INBETRIEBNAHME 826
6.2.4 PROJEKTMANAGEMENT IN DER INBETRIEBNAHME 828
6.2.4.1 GRUNDLAGEN DES PROJEKTMANAGEMENTS 829
6.2.4.2 PROJEKTCONTROLLING IN DER INBETRIEBNAHME 830
6.3 QUALITAETSSICHERUNG UND TRACEABILITY IN DER MONTAGE 834
6.3.1 QUALITAETSSICHERUNG IM WANDEL DER ZEIT 834
6.3.1.1 SICHERUNG DER PRODUKTQUALITAET 834
6.3.1.2 SICHERUNG DER PROZESSQUALITAET 835
6.3.1.3 GANZHEITLICHE SICHTWEISE DER QUALITAET - TQM 836
6.3.2 MAXIMEN DES QUALITAETSMANAGEMENTS 837
6.3.2.1 KUNDENZUFRIEDENHEIT : 837
6.3.2.2 SICHERHEIT UND GESETZE 837
XXI
INHALT
6.3.2.3 WIRTSCHAFTLICHKEIT UND NACHHALTIGKEIT 838
6.3.2.4 MITARBEITERORIENTIERUNG 839
6.3.2.5 TRANSPARENZ - KOMMUNIKATION UND INFORMATION 839
6.3.2.6 DOKUMENTATION UND TRACEABILITY 840
6.3.3 TRACEABILITY-SYSTEME 840
6.3.3.1 ANFORDERUNGEN AN TRACEABILITY-SYSTEME 844
6.3.3.2 AUFBAU VON TRACEABILITY-SYSTEMEN 845
6.3.3.3 EINFUEHRUNG VON TRACEABILITY-SYSTEMEN 847
6.3.4 TECHNOLOGIEN DER DATENERFASSUNG FUER TRACEABILITY 847
6.3.4.1 AUTO-IDENTIFIKATION-VERFAHREN 848
6.3.4.2 BARCODE UND ANDERE OPTISCHE CODIERUNGEN 849
6.3.4.3 RFID 851
6.3.4.4 BARCODE ODER RFID - EIN VERGLEICH 852
6.3.5 ANWENDUNGSBEISPIELE VON TRACEABILITY-SYSTEMEN 852
6.4 DIAGNOSE UND VERFUEGBARKEIT 857
6.4.1 ZIELE TECHNISCHER DIAGNOSE 858
6.4.1.1 MESSVERFAHREN IN DER DIAGNOSE 858
6.4.1.2 DAS DIAGNOSEMODELL 859
6.4.1.3 TRENDANALYSE 860
6.4.2 KENNZAHLEN 860
6.4.2.1 MTBF UND MTTR 860
6.4.2.2 VERFUEGBARKEIT UND MASCHINENFAEHIGKEIT 861
6.4.2.3 NUTZUNGSGRAD UND OEE 861
6.4.2.4 QUALITAET UND FIRST PASS YIELD 862
6.4.3 ENTWICKLUNG VON DIAGNOSESYSTEMEN 862
6.4.3.1 BEISPIEL ELEKTRONIKFERTIGUNG 862
6.4.3.2 BEISPIEL PASTENDRUCK 866
6.4.3.3 ANFORDERUNGEN AN DIE DIAGNOSESOFTWARE 868
6.4.3.4 REALISIERUNG EINER DIAGNOSESOFTWARE 869
6.4.3.5 OPTIMIERUNGSPOTENZIALE FUER DEN SCHABLONENDRUCKPROZESS 870
6.4.3.6 ERGEBNISSE : 871
6.4.3.7 AUTOMATISIERTE MONTAGESYSTEME 871
6.4.3.8 WIRTSCHAFTLICHKEIT VON DIAGNOSESYSTEMEN 873
6.4.3.9 WEB-BASIERTE DIAGNOSE 874
6.4.3.10 PRAKTISCHE UMSETZUNG 875
6.5 WIRTSCHAFTLICHKEIT ^ 876
6.5.1 EINLEITUNG 876
6.5.2 AUFWAND UND KOSTENERFASSUNG 876
6.5.2.1 BEGRIFFSDEFINITION UND EINTEILUNG VON KOSTEN 876
6.5.2.2 KOMPLEXITAETSKOSTEN IN DER MONTAGE 878
6.5.2.3 FLEXIBILITAETSKOSTEN 879
6.5.2.4 LOGISTIKKOSTEN 882
6.5.3 ERTRAG UND NUTZENERFASSUNG 884
6.5.4 WIRTSCHAFTLICHKEITSANALYSEN 884
6.5.4.1 STATISCHE MODELLE 885
6.5.4.2 DYNAMISCHE MODELLE 886
6.5.4.3 WIRTSCHAFTLICHKEITSENTSCHEIDUNGEN UNTER UNSICHERHEIT 886
XXII |
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