Taktzeitverlust an einer Montagelinie mit intermittierendem Servofehler
Eine Montagelinie fertigt Ventilblöcke im 12-s-Takt. Seit drei Wochen steigt die Ausschussquote von 0,8 % auf 3,4 %. Der Bediener berichtet, dass die Servopresse (Positionierachse mit Inkrementalgeber, 4000 Impulse/Umdrehung, Getriebe i = 10, Spindelsteigung 5 mm/U) sporadisch etwa 0,4 mm zu tief prägt, meist in der zweiten Schicht nach längerer Laufzeit. Der Instandhalter hat die Mechanik geprüft und keine Auffälligkeiten gefunden. Die SPS zeigt keine Störmeldung, der Geber ist sauber, das Kabel ist geschirmt und 12 m lang. Die Maschinenakte enthält keine Messprotokolle, die Wartungsanweisung nennt nur einen Ölwechsel. Ein Lehrling im zweiten Ausbildungsjahr soll die Fehlersuche begleiten. Die Produktion drängt auf sofortige Freigabe der Anlage.
1. Wie gehen Sie bei der Eingrenzung des Fehlers systematisch vor, und welche Messungen priorisieren Sie? Begründen Sie die Reihenfolge.
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Zuerst die Reproduzierbarkeit sichern: Fehlerbeschreibung präzisieren (Schicht, Laufzeit, Temperatur, Werkstückcharge), Ausschussstücke mit Zeitstempel und Prozessdaten der SPS (Istposition, Drehmoment, Stromaufnahme) verknüpfen. Dann die Kette in Signalrichtung trennen: SPS-Sollwert, Reglerfreigabe, Geberrückmeldung, Mechanik. Priorität hat die Geberrückmeldung, weil ein sporadischer Positionsfehler von 0,4 mm bei 5 mm/U und i = 10 einer Geberdifferenz von etwa 0,4 mm × 4000 / (5 mm × 10) ≈ 32 Impulsen entspricht – das ist mehr als ein einzelner Störimpuls und deutet auf Impulsverluste oder EMV-Einkopplung hin. Messungen: Oszilloskop an den A/B-Spuren mit Differenztastkopf, Prüfung der Schirmauflage einseitig am Gehäuse, Vergleich der Kabellänge mit den Herstellerangaben zur maximalen Leitungslänge und Taktfrequenz, Thermografie des Motors und Getriebes nach zwei Stunden Laufzeit. Erst danach mechanische Prüfung von Spindel, Lager und Kupplung auf Spiel und Temperaturdehnung. Die Reihenfolge folgt dem Prinzip: erst das Signal, dann die Mechanik, weil die Mechanik bereits ohne Befund geprüft wurde und der Fehler zeit- und temperaturabhängig auftritt.
2. Welche Sofortmaßnahmen empfehlen Sie gegenüber der Produktion, bevor die Ursache endgültig geklärt ist, und wie dokumentieren Sie das?
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Keine Freigabe ohne belastbare Eingrenzung. Sinnvoll ist eine befristete Freigabe mit erhöhter Prüfdichte: 100-%-Sichtprüfung der Prägetiefe an der Lehre, Stichprobe alle 20 Teile mit Messschieber oder Messuhr, Sperrung der betroffenen Charge und Rückverfolgbarkeit über Zeitstempel. Die Anlage läuft nur in der ersten Schicht oder mit verkürzter Laufzeit, bis der Temperaturbezug geprüft ist. Parallel wird ein Messauftrag mit Oszilloskopaufzeichnung über einen ganzen Schichtzyklus erstellt. Dokumentation: Fehlerbericht mit Symptom, Zeitraum, Ausschussmenge, Messwerten, Fotos der Messstellen, Maßnahmen und Verantwortlichen, Eintrag ins Maschinenbuch, Aktualisierung der Wartungsanweisung um Geber- und Kabelprüfung. Der Lehrling übernimmt die Protokollführung und die Stichprobenmessung unter Aufsicht, damit die Maßnahme auch lernwirksam ist. Die Produktion erhält eine schriftliche Risikobewertung mit Restrisiko und Freigabebedingungen.
3. Welche Rolle spielt die fehlende Messdokumentation für die Bewertung, und was ändern Sie dauerhaft?
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Ohne Messprotokolle fehlt die Vergleichsbasis: Ein Istwert von 0,4 mm Abweichung lässt sich nicht von einem schleichenden Verschleiß oder einer schon immer vorhandenen Toleranz unterscheiden. Die Bewertung muss daher als vorläufig gekennzeichnet werden, bis eine Baseline vorliegt. Dauerhaft: Aufbau einer Messmittelüberwachung mit Kalibrierung der Lehre, Definition von Prüfmerkmalen und Toleranzen, Aufnahme von Geberprüfung, Schirmprüfung und Thermografie in den Wartungsplan mit Intervallen, Ersatzteilstrategie für Geber und Kabel, Schulung der Bediener zur Fehlerbeschreibung. Zusätzlich eine Änderung der Wartungsanweisung, die bisher nur einen Ölwechsel vorsah – das ist für eine positionierte Achse mit Geber und Getriebe unzureichend. Die Ursachenanalyse wird als 8D-Bericht geführt, damit die Maßnahmen nachweisbar wirksam bleiben.