Flexible Prozessverknüpfung mit ROBAX-System

Bild 1: Hochdruck-Entgraten mit Wasser oder Schneidöl

Eine Zelle, zwei Roboter, vier Prozesse

Nach der zerspanenden Bearbeitung von Hydraulikkomponenten müssen diese entgratet, gespült und getrocknet werden. Außerdem sind fertigungsbedingte Hilfsbohrungen zu ‚vertonnen‘. Ein ROBAX-System von HandlingTech, ausgestattet mit zwei Industrierobotern, verknüpft diese Prozesse und sorgt so für Effizienz und gleichzeitig für Prozesssicherheit sowie Qualitätsverbesserung.

Fertigungs- und Montageprozesse zu automatisieren ist immer eine Frage gesteigerter Effizienz. In vielen Bereichen wie etwa bei der Herstellung von Hydraulikkomponenten, dient Automation jedoch auch der Prozesssicherung und Qualitätsverbesserung. Mit ROBAX-Systemen von HandlingTech lassen sich solche Ansprüche umfassend erfüllen. Die flexiblen Industrieroboter erlauben die Kombination unterschiedlichster Prozesse, ob in Form beigestellter Anlagen oder in der Zelle integrierter Prozessstationen.

Ein qualitätsrelevanter Prozess nach der zerspanenden Bearbeitung von beispielsweise Gehäuseteilen für Hydraulikpumpen oder von anderen Bauteilen mit anspruchsvoller Geometrie und Sauberkeitsanforderung, ist das Entgraten. Hier wird häufig so genanntes Hochdruck-Entgraten mit Wasser oder Schneidöl eingesetzt. Das Verfahren erfüllt auch bei Bauteilen mit sich hinterschneidenden Bohrungen höchste Anforderungen an die Entgratqualität und Spänefreiheit. Die Bestückung solcher Anlagen erfolgt über einen Drehteller im Arbeitsraum zur Aufnahme und Positionierung der Werkstücke. Anschließend müssen die entgrateten Teile in heißem Wasser gespült werden. Auch diese Maschine ist mit zwei Arbeitsstationen zum schnellen Be- und Entladen ausgestattet. Die Bedienung der beiden Anlagen beschäftigt im bisherigen manuellen Ablauf einen Mitarbeiter, der sich auf Grund der relativ kurzen Zykluszeiten sputen muss. Dabei machen die stark erwärmten Teile seine Arbeit nicht unbedingt leichter. Nach dem Spülen müssen die Werkstücke getrocknet werden, ehe abschließend in einer Servo- Presse fertigungsbedingte Hilfsbohrungen verschlossen (vertonnt) werden. Die Bedienung der Presse, die Sichtkontrolle und das folgende Verpacken lastete im manuellen Ablauf ebenfalls einen Mitarbeiter aus.

Um all diese Prozesse vollautomatisch zu realisieren hat HandlingTech ein ROBAX-System mit zwei Industrierobotern ausgestattet, welche die Handhabung der Werkstücke übernehmen. „Die Gehäusegröße einer ROBAX-Zelle wählen wir aus unserer Standardbaureihe in der Regel nach Robotergröße, also Handhabungsgewicht und dessen Reichweite aus. In diesem Fall bestimmen maßgeblich der zusätzliche Arbeitsraum des zweiten Roboters und die integrierten Prozesse deren Baugröße“, erklärt Dipl.-Ing. (FH) Jörg Hutzel, Geschäftsführer der HandlingTech Automations-Systeme GmbH in Stuttgart. Aufgabe des ersten Roboters ist die Entnahme der Teile aus Werkstückträgerpalet Werkstückträgerpaletten, die über eine Rollenförderbahn mit angetriebenen Rollen prozesssicher zugeführt werden. Er bestückt die Entgratanlage, nimmt entgratete Teile, bringt sie in die Spülstationen und legt auf seinem weiteren Weg gespülte Teile in die Trockenstationen. Zwischendurch hält er selbst seinen Greifer in eine speziell dafür in die ROBAX-Zelle integrierte Greifer-Reinigungsstation, um die Verschleppung von Spänen oder Entgratflüssigkeit zu vermeiden.

Bild 2: Übergabestation für den zweiten Roboter

Bild 3: Getrocknete Werkstücke werden in das Unterwerkzeug einer elektrischen Servopresse gelegt.

Während die Entgratanlage sowie die Spülmaschine außen an die Roboterzelle adaptiert sind, ist die Trockenstation von HandlingTech passend entwickelt und darin integriert. Sie ist ebenfalls mit zwei Ablagepositionen ausgerüstet und dient gleichzeitig als Übergabestation für den zweiten Roboter. Dessen Aufgabe ist nun die getrockneten Werkstücke in das Unterwerkzeug einer elektrischen Servopresse zu legen.

Ausgestattet mit Wegmesssystem und Kraftmesssensorik presst diese, entsprechend den programmierten Vorgaben gesteuert, einen im Fachjargon „Tonne“ genannten zylinderförmigen Stopfen in fertigungsbedingte Hilfsbohrungen. Das Verschließen dieser Bohrungen ist qualitätsrelevant, wobei der automatisierte Ablauf diesen Vorgang mit dauerhaft hoher Genauigkeit prozesssicher macht. Außerdem werden die Prozessdaten Kraft und Weg (Ist-Werte) zur Dokumentation und Nachverfolgbarkeit gespeichert.

Die Servopresse wurde von HandlingTech mit einer Teilezuführung, bestehend aus Fördertopf und Vereinzelung für die einzupressenden Stopfen ausgerüstet. Sie verfügt über eine eigene CNC Prozesssteuerung, deren Zusammenspiel mit der Robotersteuerung, wie auch im Fall des ersten Roboters mit der Entgrat- und der Waschmaschine, per digitalem Handshake erfolgt. Letztlich übernimmt eine der beiden Robotersteuerungen als Master die Zellensteuerung, wobei die Space Check Funktion von FANUC unterstützend Kollisionen verhindert. Sie stoppt den jeweiligen Roboter automatisch, sobald ihn eine Bewegungsanweisung in einen vorbestimmten Überlagerungsbereich des anderen Roboters oder eines Peripheriegerätes verfahren würde.

Der modulare Aufbau der ROBAX-Zelle ermöglicht eine effiziente Verknüpfung der Prozesse bis hin zur Ablage der zur Verpackung fertigen Werkstücke auf einem Förderband. Obwohl die Beladesituationen der einzelnen Prozesseinheiten auf manuelle Bedienung ausgelegt sind, ist es der Bewegungsfreiheit der Roboter zu verdanken, dass keine nennenswerten Anpassungen, sprich zusätzliche mechanische Schnittstellen, erforderlich sind; mit Ausnahme der Presse, die HandlingTech mit dem C-Ständer, dem Werkzeug, der Teilezuführung und -Vereinzelung für die „Tonnen“ ergänzt hat.

Bilder:

Bild 1: Beim Entgraten wird häufig so genanntes Hochdruck-Entgraten mit Wasser oder Schneidöl eingesetzt.

Bild 2: Die Trockenstation von HandlingTech ist passend entwickelt und integriert. Sie ist ebenfalls mit zwei Ablagepositionen ausgerüstet und dient gleichzeitig als Übergabestation für den zweiten Roboter.

Bild 3: Der zweite Roboter legt die getrockneten Werkstücke in das Unterwerkzeug einer elektrischen Servopresse.

John Großpietsch

Autor: John Großpietsch

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