Elektromechanische Fügesysteme Sicheres und flexibles Einpressen

Von Awelina Kelm

Das US-amerikanisch-chinesische Unternehmen Liuzhou AAM fertigt Antriebsachsen und komponenten für konventionelle und Elektrofahrzeuge. Mit den NC-Fügemodulen von Kistler erreichen die Ingenieure ein hohes Maß an Produktqualität sowie Integration in die hochautomatisierte Fabrik und können verschiedene Bauteile flexibel und effizient fertigen.

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Die von Liuzhou AAM produzierten Antriebsachsen kommen unter anderem im Elektrofahrzeug Baojun E300 für den Stadtverkehr zum Einsatz.
Die von Liuzhou AAM produzierten Antriebsachsen kommen unter anderem im Elektrofahrzeug Baojun E300 für den Stadtverkehr zum Einsatz.
(Bild: Kistler)

Seit 2015 erlebt China sowohl auf Hersteller- als auch Konsumentenseite einen verstärkten Wandel hin zur Elektromobilität, wie sie auch global im Gange ist, und beansprucht dabei durchaus eine Rolle als industrieller Vorreiter. Unter der von der Regierung ausgegebenen Agenda „Grüne Energie nutzen und mit chinesischer Technologie zum Überholen ansetzen“, konzentrieren sich hiesige Automobilhersteller verstärkt auf innovative Ansätze: Sie bauen intelligente Fabriken, setzen auf Plattformen zur Bündelung von Ressourcen und gründen Joint Ventures und Partnerschaften.

Liuzhou Wuling Automobile ist ein führendes Automotive-Unternehmen im Süden Chinas und hat 2018 gemeinsam mit American Axle Manufacturing (AAM), einem weltweit bekannten Automobilzulieferer, das Joint Venture Liuzhou AAM Automotive Driveline System Co., Ltd. (kurz Liuzhou AAM) auf den Weg gebracht. Die Kooperation der beiden Industriekonzerne zielt auf den Aufbau lokaler Kompetenzen sowohl in Forschung und Entwicklung als auch Produktion von Hinterrad-Antrieben, kompletten Antriebssträngen, Kraftübertragungseinheiten und elektrischen Systemen.

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Aktuell verfügt Liuzhou AAM über 71 Mitarbeiter und eine Produktionsfläche von mehr als 40.000 Quadratmetern. Die Fertigung startete zunächst mit Komponenten für Antriebssysteme von kraftstoffbetriebenen Fahrzeugen. Sie kommen unter anderem im Wuling Hongguan S3 sowie weiteren Fahrzeugtypen von Kunden zum Einsatz. Mittelfristiges Ziel ist es jedoch, nicht nur die Produktion von Kernkomponenten für Verbrennungsmotoren zu konsolidieren, sondern auch den Marktanteil für Elektrofahrzeuge Schritt für Schritt auszubauen. Liuzhou AAM hat bereits früh beträchtliche Ressourcen in dieses Geschäftsfeld investiert: Im März 2020 gingen die ersten elektrischen Antriebsstränge in Produktion, und das mit ihnen ausgestattete Kleinfahrzeug Baojun E300 hat seitdem große Aufmerksamkeit auf sich gezogen.

Einpressvorgänge in Echtzeit überwachen und steuern

In den Fertigungslinien setzt Liuzhou AAM auf NC-Fügesysteme von Kistler, die dank ihrer Genauigkeit, Steuerbarkeit und universellen Kompatibilität erste Wahl für Montagevorgänge sind. „Bei Wuling Industry kamen hydraulische Pressmodule zum Einsatz“, sagt Chen Chuanliang, Senior-Prozessingenieur mit fünf Jahren Erfahrung in der industriellen Fertigung und zuvor bei Wuling Industry tätig. „Durch das Fehlen einer Echtzeitüberwachung und die geringe Präzision beim Einpressen traten in der Montage immer wieder Qualitätsprobleme auf – verbogene Oberflächen, eingedrückte Kanten und durch zu große Kräfte beschädigte Teile. Im schlimmsten Fall kann es zu Maschinenstillstand und Beschwerden von Kunden kommen – solchen wirtschaftlichen Schaden gilt es zu verhindern.“

Mehr Effizienz und Wirtschaftlichkeit in der Fertigung

Elektromechanische Fügesysteme von Kistler bieten auf Basis einer Kraft-Überwachung von Montageprozessen viele Vorteile:

  • Sieben Modultypen für unterschiedliche Kraftbereiche und Anwendungen
  • Echtzeitüberwachung mit Prozessüberwachungssystem maXYmos NC
  • Präzise Kraftwirkung dank sicherheitsgeregeltem Servoverstärker
  • Kaskadierung und Ablaufsteuerung von bis zu acht Fügemodulen im Verbund („Sequenzer Mode“)

Nicht zuletzt verfügen NC-Fügesysteme von Kistler über einen gegenüber pneumatischen und hydraulischen System viel höheren Wirkungsgrad und damit eine höhere Energieeffizienz.

Aus dieser Erfahrung heraus machte man sich für die neue Fabrik von Liuzhou AAM auf die Suche nach einer Einpresslösung mit präziser Kraft-Weg-Überwachung. „Wir wollten ein einfach zu bedienendes System zur Überwachung der Einpressgeschwindigkeit, das im Zusammenhang mit der gesamten Fertigungslinie alle Parameter in Echtzeit darstellt sowie die Anpassung von Kraft und Weg erlaubt. Es galt auch, die Installations- und Servicezeiten zu reduzieren und Trainingskosten zu senken.“ Die Kombination aus elektromechanischem Fügesystem und maXYmos NC (Numeric Control) von Kistler leistet genau das: Die laufende Kraft-Weg-Überwachung und Regelung des Fügevorgangs auf der Basis genauer Sensordaten. Damit lässt sich eine nahezu 100prozentige Qualitätssicherung erreichen, wie Chen bestätigt: „Die Ausschussrate unserer Produkte wie Ölverschlüsse und Lager hat sich enorm verringert.“

Qualität und Flexibilität in der Montage

Hinzu kommen Vorteile wie bessere Systemintegration und Flexibilität in der Anwendung. Die hochautomatisierten und -integrierten Fertigungslinien von Liuzhou AAM erfordern eine genaue Steuerung der Montagegeschwindigkeit aller beteiligten Anlagen. Um Effizienz und Produktivität steigern zu können, müssen Einpress-Systeme zudem an die Anforderungen verschiedener Produkte und Arbeitsabläufe anpassbar sein. Deshalb hat Liuzhou AAM seine Fertigungslinien für Antriebs- und Achssysteme mit den elektromechanischen Fügemodulen NCFH, NCFN und NCFE von Kistler ausgestattet. Damit werden zum Beispiel Getriebeteile, Lager, Steckachsen, Buchsen und weitere Komponenten montiert. „Ein großer Vorteil der Lösungen von Kistler ist ganz generell ihre Anpassungsfähigkeit in der Anwendung. Für den Prozessingenieur macht das die Arbeit deutlich leichter“, betont Chen. „Dank ihrer Kompaktheit und Einheitlichkeit lassen sich die Fügemodule flexibel kombinieren – so können auch komplexe Montagevorgänge einfach eingerichtet werden.“

Zukünftig will Liuzhou AAM sowohl traditionelle als auch elektrische und Hybridantriebe parallel weiterentwickeln. Gerade in der Provinz Guangxi sind Elektrofahrzeuge stark im Kommen und werden immer populärer. Die Stadt Liuzhou ist nicht zuletzt dank staatlicher Unterstützung zu einem Zentrum für die Herstellung und Förderung von elektrischen Kleinfahrzeugen für den Hausgebrauch geworden. Überall auf den Straßen sind bereits vollelektrisch betriebene Fahrzeuge unterwegs; Carsharing wird immer populärer. Auch im weltweiten Maßstab ist China der wesentliche Treiber für die Elektromobilität (gefolgt von den USA) – bereits 2019 hatte die Regierung eine Quotenregelung für am chinesischen Markt teilnehmende Automobilhersteller eingeführt, die 2020 noch einmal verschärft wurde.

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