Kernkompetenz: Fügen in allen Formen

In Mühlacker baut ThyssenKrupp Systems Engineering auf einem 60.000m² umfassenden Areal Karosserien für den Volkswagen-Konzern.
In Mühlacker baut ThyssenKrupp Systems Engineering auf einem 60.000m² umfassenden Areal Karosserien für den Volkswagen-Konzern.
In Mühlacker baut ThyssenKrupp Systems Engineering auf einem 60.000m² umfassenden Areal Karosserien für den Volkswagen-Konzern.
In Mühlacker baut ThyssenKrupp Systems Engineering auf einem 60.000m² umfassenden Areal Karosserien für den Volkswagen-Konzern.Bild: ThyssenKrupp System Engineering GmbH

Man sei stolz, Bestandteil der Mission E bei Porsche zu sein, bekannte die Standortleitung in Mühlacker beim Spatenstich für das Greenfield-Projekt im März 2017. Dort werden seit Juni 2018 auf einem 60.000m² umfassenden Areal Karosserieplattformen gebaut. 175 Mitarbeiter betreuen aktuell die vollautomatische Produktion mit rund 220 Industrierobotern. Dabei wird in den vier Fertigungshallen die gesamte Prozesskette der Karosserieproduktion abgebildet – von der Konstruktion der Werkzeuge, über den Aufbau und die Inbetriebnahme der vollautomatisierten Anlagen, bis hin zur Fertigung von Prototypen und Serienkarossen. Zum Start lag das Produktionsvolumen bei 160 Karossen am Tag. Heute hat sich die Stückzahl bereits deutlich erhöht. Das verlangt vor allem der Automatisierung einiges ab.

In Mühlacker sind unter anderem neun Schwerlast-ABB-Roboter im Einsatz, 
die Lasten bis 550kg handhaben.
In Mühlacker sind unter anderem neun Schwerlast-ABB-Roboter im Einsatz, die Lasten bis 550kg handhaben.Bild: TeDo Verlag GmbH

Bunter Strauß der Fügetechnologien

„Außer Lasertechnik findet sich bei uns das gesamte Spektrum der Fügetechnologien für den Karosseriebau“, beschreibt Gregor Borner, Teilprojektleiter Automatisierung der Division Car Body Technologies, die besondere Aufgabenstellung. Ausschlaggebend dafür sei der außergewöhnlich breite Materialmix bei den verbauten Teilen. „Hier am Standort werden z.B. Stahlpressteile, Rohrelemente, Strangpressprofile, Aluminiumbleche und Spritzgussteile kombiniert. Wir mussten uns also in der Planung vor allem damit auseinandersetzen, wie sich alle diese Ausprägungen wirtschaftlich miteinander verbinden lassen.“ Entsprechend hoch ist die Zahl der benötigten Fügetechnologien: Vom Punkt-, Reib- und MigMag-Schweißen über Clinchen und Nieten bis hin zu Fließlochschrauben oder Kleben ist alles vertreten. „Insgesamt fließen in eine Karosse etwa 4.500 Fügeverbindungen ein“, macht Marcel Dietz klar, der Leiter der Instandhaltung. „Darunter sind allein 68m Klebenaht pro Fahrzeug.“ Aufgrund der vielen Aluminiumteile werde etwa doppelt soviel geklebt, wie im klassischen Stahlkarosseriebau, nur so lasse sich die nötige Stabilität gewährleisten. „Besonders mit Blick auf den Leichtbau macht der großflächige Kleberauftrag eine Karosserie besonders steif und im Crash-Fall sehr sicher“, so Dietz weiter. Aber auch allgemein ist im Karosseriebau ein Trend zu Klebeverbindungen zu beobachten. „Allein traut man dieser Technologie aber noch nicht ganz“, ergänzt Borner. Deswegen könne man auf den bunten Strauß der anderen Fügetechnologien nicht verzichten.

Der Großteil der 220 Roboter im Werk von Thyssenkrupp 
System Engineering stammt vom Hersteller Kuka.
Der Großteil der 220 Roboter im Werk von Thyssenkrupp System Engineering stammt vom Hersteller Kuka. Bild: ThyssenKrupp System Engineering GmbH

Karosseriebau und mehr

„Die Auslagerung von Prozessen – im Sinne des Car Body Manufacturing – nimmt bei den Automobilisten zu, während der klassische Karosserierohbau gleichzeitig zurückgeht“, schildert Borner den aktuellen Trend. Zum einen würden die Zulieferer stärker als verlängerte Werkbank eingespannt, zum anderen bedeute dieser Ansatz für die Automobilhersteller eine gewisse Risikoaufteilung in Richtung der Lieferanten. Entsprechend geht die Verantwortung von Thyssenkrupp System Engineering – unter anderem in Mühlacker – deutlich über den reinen Karosseriebau hinaus. „Als Antwort auf die Anforderungen der Autohersteller müssen wir unser Portfolio ständig anpassen und das richtige Gleichgewicht finden, um neue Themen einzubinden und unser Knowhow und die Prozesse weiterzuentwickeln“, sagt der Instandhaltungsleiter. „Für uns bietet die eigene Fertigung in Mühlacker eine gute Möglichkeit, die Produktionstechnik und Automatisierung über längere Zeit zu begleiten – und die gewonnenen Erfahrungen auf die Linien zu übertragen, die wir Automobilherstellern und Co. liefern.“

Die Unterfahr-FTS von DS Automotion übernehmen einen 
großen Teil des Behältermanagements in der Logistik.
Die Unterfahr-FTS von DS Automotion übernehmen einen großen Teil des Behältermanagements in der Logistik. Bild: ThyssenKrupp System Engineering GmbH

Bewährte Automatisierungstechnik

Im Jahr 2017, als der Standort konzeptioniert wurde, stellte sich hinsichtlich der Automatisierung die Frage, ob man auf die allerneueste, noch relativ unerprobte Siemens-SPS-Technik setzen solle, also S7-1500 oder TIA Portal. „Das wäre natürlich sehr zukunftsgerichtet gewesen, doch das Werk in Mühlacker war ursprünglich nur auf eine begrenzte Produktionszeit ausgelegt. Es konnte damals noch niemand absehen, dass es deutlich länger werden würde“, fährt Borner fort. Deshalb fiel die Entscheidung auf SPS-Seite zugunsten der S7-300. Bei der Programmierung wurde auf die bewährte und etablierte Programmierversion 5 des VASS-Standards gesetzt. „Ein wichtiger Punkt: Für unsere Steuerungstechnik gibt es genügend Programmierer“, fügt Dietz an. Denn die Automatisierung sei auch immer eine Personalfrage, gerade in wettbewerbsintensiven Regionen, wie es rund um Stuttgart der Fall ist. Der Automatisierungsgrad im Werk in Mühlacker ist sehr hoch. Alle Anlagen sind so ausgelegt, dass sie möglichst lange ohne Eingriff des Werkes laufen können – in der Regel zwischen 30 und 60 Minuten. Die Produktionsmitarbeiter sollen möglichst viele Stationen parallel bedienen.

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