Bild1: Ein Greifsystem, für vier bearbeitete Werkstücke.
„Klasse gelöst“
Die Performance einer Roboter-Automation lebt von pfiffig und prozesssicher ausgeführten Applikationsanpassungen. „Besonders im Bereich der Teilezuführungen und der Greiferlösungen zeigt sich das Know-how des Automatisierers“, konstatiert Ulrich Klingel von der Geschäftsleitung der Klingel GmbH. Das Unternehmen in Waiblingen stellt anspruchvolle Produkte wie Hydraulikzylinder her und hat jüngst die Bearbeitung von Gehäuseteilen für Lenksysteme mit einem ROBAX-System von HandlingTech automatisiert. „Darin trägt vor allem ein durchdacht und maschinenbautechnisch solide ausgeführtes Vierfach-Greifsystem maßgeblich zur Effizienz der Anlage bei“, freut sich Klingel.
Hydraulikzylinder müssen extremen Belastungen standhalten. Aus diesem Grund setzt Klingel als Systemlieferant für einbaufertige Hydraulikzylinder auf höchste Qualität in der Fertigung, die weltweit von Kunden aus der Investitionsgüterindustrie geschätzt wird. Mit diesem in über 30 Jahren gewachsenen Know-how stellt das Unternehmen auch Komponenten für Servolenkungen her. „Wir produzieren millionenfach Bauteile für Servolenkungen und stellen diese montagefertig zur Verfügung“, erzählt Ulrich Klingel, der für die gesamte Produktionstechnik des Unternehmens zuständig ist. „Deshalb arbeiten wir auf höchstem technischem Level, entwickeln neue Fertigungstechnologien und optimieren Prozesse, um letztlich qualitativ hervorragende Lösungen anbieten zu können“, ergänzt Klingel. Eine der jüngsten Investitionen, die Anschaffung von zweimal je zwei CHIRON CNC-Fräszentren der Baureihe FZ 15 und deren Automation mit je einer ROBAX-Zelle von HandlingTech resultiert aus dieser Intention. Neben der Be- und Entladung der beiden Maschinen beinhaltet das Automationskonzept der beiden Zellen auch das lagerichtige Einpressen von Lagerbuchsen in die bearbeiteten Gehäuseteile.
Bestimmend für die Auslegung der Roboterzelle ist das Bearbeitungskonzept mit den Hochleistungs-Fahrständer-Fertigungszentren. In ihnen werden jeweils vier Werkstücke in einer Aufspannung zerspanend bearbeitet. Bedingt durch die Notwendigkeit in der gleichen Bearbeitung die Buchsen einzupressen sind sie nicht mit Werkstückwechseleinrichtungen, sondern mit starren Tischen ausgestattet. Dies stellt an das Greifsystem besondere Anforderungen, weil sich die Werkstückwechselzeiten zu den Hauptzeiten addieren. Während die ansonsten wesentlichen Komponenten einer ROBAX-Zelle wie Gehäuse und Roboter standardisiert sind und nach Handhabungsgewicht und Arbeitsraum ausgewählt werden, ist für die Greiferlösung eine individuelle Applikation notwendig.
Der FANUC-Roboter, in diesem Fall ein M710i/50 mit einer maximalen Traglast von 50 Kg, braucht einen Vierfachgreifer, der exakt auf die Werkstücknester der maschinenseitigen Werkstückspannung passt. Gleichzeitig muss die Viererpackung doppelt ausgeführt sein, um bei der Be- und Entnahme Fahrwege zu sparen. HandlingTech hat dafür ein Greifsystem gebaut, das vier bearbeitete Werkstücke gleichzeitig entnimmt und lediglich eine kurze Schwenkbewegung erfordert, um die schon bereitgehaltenen vier Rohlinge einzulegen. Die besonders robuste, maschinenbautechnische Ausführung gewährleistet absolute Präzision und zugleich Prozesssicherheit.
Eine weitere Besonderheit bei der Herstellung der Gehäuseteile für Lenksysteme ist das Einbringen hydrodynamischer Lagerbuchsen in bestimmte Bohrungen. Dazu ist eines der Bearbeitungszentren mit einem Stempel ausgerüstet, der über Kraft-/Wegmessung geführt die Lagerbuchsen einpresst. Dadurch entsteht für den Roboter und dessen Greifsystem eine zusätzliche Anforderung.
Bild2: Bestückdorne zum bereithalten von Lagerbuchsen
Bild3: Vier oder acht Lagerbuchsen können zum Bestücken bereit gehalten werden.
Zunächst werden die Lagerbuchsen über ein von HandlingTech in die ROBAX-Zelle integriertes Vereinzelungssystem, bestehend aus einem Fördertopf sowie einem speziellen Handlinggerät zugeführt und auf so genannten Bestückdornen drehlagerichtig bereitgehalten.
Um nun die Lagerbuchsen in den jeweiligen Maschinenraum zu bringen, ist das Greifsystem ergänzend zu den Werkstückgreifern mit Aufnahmehülsen ausgestattet. So ist der Roboter in der Lage vier oder je nach Produkt acht Lagerbuchsen zum Bestücken der Lagersitze während der Bearbeitung bereit zu halten. Ohne lange Fahrwege taktet er damit in engster Koordination mit der Chiron FZ die zu bestückenden Bohrungen ab. „Auch hier kommt die solide Greiferausführung der Genauigkeit und Prozesssicherheit zu Gute“, bestätigt Ulrich Klingel.
Neben der speziellen Greiferlösung zeichnet sich die auf dem modularen Konzept der ROBAX-Systeme basierenden Automationslösungen durch weitere Details aus. Sie dienen der Flexibilität beziehungsweise der Prozesssicherheit, wie etwa die segmentiert angetriebenen Rollen des Rollenförderers, die den zuverlässigen Transport der Werkstückträgerpaletten gewährleisten. Die Zu- und Abführstrecken sind Platz sparend übereinander angeordnet und am Kopfende in der ROBAX-Zelle mit einer automatischen Palettenumsetzung versehen, welche die Paletten mit fertigen Werkstücken auf die Abführstrecke absenkt. Unmittelbar daneben ist in das ROBAX-Gehäuse, eine Ausschleusstation für Messteile eingebaut. Sie ist wie die Werkstückspannung mit vier parallel verlaufenden Bahnen ausgelegt, damit Werkstücke aus jedem Spannnest rückverfolgbar den Kontrollmessungen zugeführt werden können. Weiche Rollenauflagen sorgen hier für schonenden Transport auf den kurzen Förderstrecken.
Ergänzend zur Werkstückzuführung ist in die ROBAX-Zellen eine Zwischenablage integriert. Sie dient der Flexibilität im Fertigungsablauf, weil sie das Rastermaß der Werkstücknester in den Werkstückträgerpaletten vom Maß der Werkstückspannungen in den Bearbeitungszentren entkoppelt. Mit Hilfe der Zwischenablage kann der Roboter Rohlinge gegebenenfalls einzeln aus den Paletten entnehmen, diese hier auf den notwendigen Abstand umsortieren und nun im Viererpack greifen. „Mit dieser ebenso einfachen wie pfiffigen Lösung können wir variantenspezifisch die Paletten aus den vorangehenden Materialflusssystemen übernehmen“, ergänzt Klingel, der die robuste Ausführung und das durchdachte Konzept gleichermaßen mit einem: „klasse gelöst“ lobt.
Bilder:
Bild1: HandlingTech hat ein Greifsystem gebaut, das vier bearbeitete Werkstücke gleichzeitig entnimmt und lediglich eine kurze Schwenkbewegung erfordert, um die schon bereitgehaltenen vier Rohlinge einzulegen.
Bild2: Die Lagerbuchsen werden über ein von HandlingTech in die ROBAX-Zelle integriertes Vereinzelungssystem, bestehend aus einem Fördertopf sowie einem speziellen Handlinggerät zugeführt und auf so genannten Bestückdornen drehlagerichtig bereitgehalten.
Bild3: Der Roboter in der Lage vier oder je nach Produkt acht Lagerbuchsen zum Bestücken der Lagersitze während der Bearbeitung bereit zu halten.
