Zu­ver­läs­sig au­to­ma­ti­siert

Digital Manufacturing - - VERKETTETE MAGNESIUMB­EARBEITUNG - VON HEI­KO RÖHRIG UND GRE­GOR NE­U­MANN

Um die Pro­duk­ti­vi­tät in der Fer­ti­gung zu stei­gern, ent­schei­den sich im­mer mehr Un­ter­neh­men da­zu, ih­re Werk­zeug­ma­schi­nen zu ver­ket­ten und zu au­to­ma­ti­sie­ren – ent­schei­dend ist da­für das rich­ti­ge Sys­tem samt pas­sen­den Ro­bo­tern und der Greif­tech­nik.

DAS UN­TER­NEH­MEN Schwab Cn­cme­tall­be­ar­bei­tung fer­tigt Fräs- und Dreh­tei­le für di­ver­se Bran­chen – vom Pro­to­ty­pen bis hin zu grö­ße­ren Se­ri­en im Be­reich Alu­mi­ni­um- und Ma­g­ne­si­um­druck­guss. Nun möch­te das Un­ter­neh­men zwei Ma­schi­nen zur Ma­g­ne­si­um­be­ar­bei­tung ver­ket­ten und au­to­ma­ti­sie­ren.

Beim Werk­stück „Ac­tua­tor Hou­sing“han­delt es sich um ein Ge­häu­se­bau­teil aus Ma­g­ne­si­um für Lenk­ge­trie­be von Kraft­fahr­zeu­gen; die Jah­res­aus­brin­gung liegt bei bis zu 250.000 Stück. Die Be­ar­bei­tung bei­der Werk­stück­sei­ten er­folgt nach­ein­an­der auf zwei Ma­schi­nen: auf dem ers­ten Be­ar­bei­tungs­zen­trum vier­fach, auf der zwei­ten Ma­schi­ne ein­zeln. Gleich­zei­tig soll der Be­ar­bei­tungs­raum der Ma­schi­nen für Rüst­vor­gän­ge und An­lauf­tei­le hän­disch zu­gäng­lich blei­ben. Als Zu­satz­pro­zess soll die Kenn­zeich­nung der Werk­stü­cke nach er­folg­ter Be­ar­bei­tung mit ei­nem Da­ta­ma­trix-co­de in den Au­to­ma­ti­sie­rungs­ab­lauf in­te­griert wer­den. Ent­wi­ckelt und rea­li­siert hat die Au­to­ma­ti­sie­rung mit Ro­bo­tern als Turn­key-sys­tem das Un­ter­neh­men EGS Au­to­ma­ti­sie­rungs­tech­nik.

Ro­bo­ter au­to­ma­ti­sie­ren Be­ar­bei­tungs­pro­zess

Aus­gangs­punkt für den Au­to­ma­ti­sie­rungs­pro­zess war ein vor­han­de­nes Be­ar­bei­tungs­zen­trum Bro­ther Spee­dio

S1000, das ei­ne Sei­te der Werk­stü­cke in ei­ner 4-fach-auf­span­nung be­ar­bei­tet. Die vor­han­de­ne Spann­vor­rich­tung, in die die Bau­tei­le bis­her hän­disch ein­ge­legt wa­ren, galt es, mit mög­lichst we­ni­gen Mo­di­fi­ka­tio­nen au­to­ma­tisch zu be­stü­cken. Die Be­ar­bei­tungs­zeit und der Werk­stück­wech­sel lie­gen in Sum­me bei zir­ka sechs Mi­nu­ten für vier Tei­le, die­se Span­ne dien­te als takt­zeit­be­stim­men­de Vor­ga­be für die Au­to­ma­ti­sie­rung. An der Ma­schi­ne wur­de ei­ne seit­li­che Be­la­de­lu­ke nach­ge­rüs­tet, die so­wohl in den Si­cher­heits­kreis der Ma­schi­ne als auch in den Si­cher­heits­kreis der Ro­bo­ter­zel­le ein­ge­bun­den wur­de.

Bei der Aus­wahl des Ro­bo­ters spiel­te die Reich­wei­te ei­ne ent­schei­den­de Rol­le: Um al­le Po­si­tio­nen auf der Vor­rich­tung zu er­rei­chen, muss der Ro­bo­ter re­la­tiv weit in die Ma­schi­ne ein­tau­chen. Ver­bun­den mit der er­for­der­li­chen Prä­zi­si­on beim Hand­ha­ben und Ein­le­gen der Tei­le und der not­wen­di­gen ho­hen Ver

fahr­ge­schwin­dig­keit fiel die Wahl auf ei­nen In­dus­trie­ro­bo­ter Yas­ka­wa GP25 mit ei­ner Yrc1000-steue­rung.

Zwei­te, wich­ti­ge Vor­ga­be war die Au­to­no­mie der Au­to­ma­ti­ons­an­la­ge. Sie soll­te mög­lichst 12 Fer­ti­gungs­stun­den au­to­nom fer­ti­gen kön­nen. Da­für muss ei­ne Spei­cher­ka­pa­zi­tät für 480 Roh­tei­le und 480 Fer­tig­tei­le vor­han­den sein. Die Bau­teil­ab­mes­sung des geo­me­trisch kom­ple­xen Werk­stücks be­trägt rund 145 x 135 x 50 Mil­li­me­ter, das Ge­wicht liegt bei et­wa 200 Gramm. Die Tei­le­be­vor­ra­tung und Be­reit­stel­lung über­nimmt ein Pa­let­tier­sys­tem Su­mo Ecop­lex2 von EGS. Die­ses nimmt Werk­stück­trä­ger bis zu ei­ner Grö­ße von 600 x 400 Mil­li­me­ter auf, die ge­sta­pelt be­vor­ra­tet, de­pa­let­tiert dem Ro­bo­ter zur Tei­leent­nah­me zur Ver­fü­gung ge­stellt und nach der Be­fül­lung mit Fer­tig­tei­len zu­rück pa­let­tiert wer­den. In der Aus­füh­rung mit Zu- und Ab­führ­bän­dern be­trägt die Ka­pa­zi­tät sechs Werk­stück­trä­ger­sta­pel für Roh- und Fer­tig­tei­le.

Als Werk­stück­trä­ger die­nen han­dels­üb­li­che und sta­pel­fä­hi­ge Kunst­stoff­be­häl­ter. De­ren werk­stückspe­zi­fi­sche In­lays, die die Bau­tei­le ex­akt po­si­tio­niert auf­neh­men, hat EGS selbst kon­stru­iert und Schwab hat sie in der ei­ge­nen Fer­ti­gung her­ge­stellt. Die rich­ti­ge Gestal­tung von Werk­stück­trä­gern ist für die Zu­ver­läs­sig­keit der spä­te­ren Au­to­ma­ti­sie­rung ele­men­tar.

Grei­fer für op­ti­ma­le Po­si­tio­nie­rung

Ei­ne eben­falls wich­ti­ge Kern­kom­po­nen­te ist die Greif­tech­nik. Es kom­men

Greif­mo­du­le der Zim­mer Group zur An­wen­dung. So wur­de für die An­la­ge je­weils ein pneu­ma­ti­scher Drei­ba­cken­grei­fer der Se­rie

GD300-C ver­wen­det. Die Drei­ba­cken­grei­fer be­ste­hen aus ei­nem ro­bus­ten Ge­häu­se, das in ei­ner hart be­schich­te­ten Alu­mi­ni­um­le­gie­rung aus­ge­führt ist. Der An­trieb er­folgt über ei­nen dop­pel­wir­ken­den Pneu­ma­tik­zy­lin­der mit Rund­kol­ben. Kenn­zeich­nend ist die Kraft­über­tra­gung über ein syn­chron zwangs­ge­führ­tes Keil­ha­ken­ge­trie­be; dies er­mög­licht ho­he Greif­kräf­te durch op­ti­ma­le Um­len­kung der An­triebs­kraft. Drei­ba­cken­grei­fer sind auf das We­sent­li­che re­du­ziert und sor­gen so für wirt­schaft­li­ches Grei­fen. Die T-nu­ten­füh­rung der Gd300-c-grei­fer sorgt für ho­he Kräf­te- und Mo­men­ten­auf­nah­me. Sie ge­währ­leis­tet ei­ne ho­he Stei­fig­keit und ver­bin­det dies mit lan­ger Le­bens­dau­er bei kom­pak­ter Bau­wei­se.

Die zwei­te Sei­te der Werk­stü­cke wird in ei­ner wei­te­ren Ma­schi­ne be­ar­bei­tet, ei­ner Bro­ther Spee­dio S700. Auch hier er­folgt die au­to­ma­ti­sche Be­la­dung seit­lich durch ei­ne spe­zi­el­le Be­la­de­lu­ke. Die Be­ar­bei­tung die­ser Sei­te ist wei­t­aus we­ni­ger um­fang­reich, dau­ert da­her deut­lich kür­zer und er­folgt hier ein­zeln.

Da die ers­te Ma­schi­ne für den An­la­gen­takt be­stim­mend ist, müs­sen aus die­ser im­mer di­rekt nach Be­ar­bei­tungs­en­de die vier be­ar­bei­te­ten Werk­stü­cke ent­nom­men und vier neue Roh­tei­le ein­ge­legt wer­den. Zur Zwi­schen­ab­la­ge für die Halb­fer­tig­tei­le dient ei­ne kom­bi­nier­te Abla­ge- und Wen­de­sta­ti­on mit vier Werk­stück­auf­nah­men. Hier legt der Ro­bo­ter die Bau­tei­le auf und holt sie ge­wen­det zur Be­la­dung der zwei­ten Ma­schi­ne wie­der ab.

In bei­den Ma­schi­nen wer­den die Bau­tei­le nach der Be­ar­bei­tung und vor dem Ent­neh­men mit­tels ei­ner am Ro­bot­er­werk­zeug an­ge­brach­ten Blas­dü­se wei­test­ge­hend vom Kühl­schmier­mit­tel be­freit.

Ein End­ef­fek­tor mit werk­stückspe­zi­fi­schen Grei­fer­ba­cken ge­währ­leis­tet ei­nen si­che­ren Halt der Bau­tei­le auch un­ter wid­ri­gen Um­ge­bungs­be­din­gun­gen, im Kühl­schmier­mit­tel­ne­bel und stän­di­gen Kon­takt mit Spä­nen.

Die Schutz­ein­rich­tung am Greif­werk­zeug

Nach er­folg­ter Be­ar­bei­tung bringt ein Kenn­zeich­nungs­la­ser ei­nen Da­ta-ma­trix­code muss auf je­des Bau­teil auf. Als An­la­gen­her­stel­ler ist EGS Au­to­ma­ti­sie­rungs­tech­nik für die Ein­hal­tung der La­ser­si­cher­heit ver­ant­wort­lich. Dies rea­li­siert ei­ne ent­spre­chen­de Schutz­ein­rich­tung am Greif­werk­zeug so­wie Sen­so­rik, die si­cher über­wacht, dass der La­ser nur ar­bei­ten kann, wenn die Schutz­ab­schran­kung den Kenn­zeich­nungs­be­reich si­cher ab­deckt. Wäh­rend der Be­schrif­tung hält der Ro­bo­ter das Werk­stück si­cher in Po­si­ti­on, ent­ste­hen­de Dämp­fe wer­den ab­ge­saugt. Nach er­folg­ter Kenn­zeich­nung legt der Ro­bo­ter das Fer­tig­teil zu­rück in ei­nen Werk­stück­trä­ger, der im Pa­let­tier­sys­tem auf ei­nen Fer­tig­teil­sta­pel ab­pa­let­tiert wird. Die Werk­stück­trä­ger­sta­pel der Roh- und Fer­tig­tei­le wer­den an ei­ner Be­dien­sei­te der An­la­ge auf­ge­stellt und ent­nom­men.

Ro­bo­ter­steue­rung über­nimmt Kom­man­do

Al­le Ab­läu­fe ko­or­di­niert die Ro­bo­ter­steue­rung YRC1000 und die ge­sam­te An­la­ge lässt sich über das Be­di­en­hand­ge­rät des Ro­bo­ters be­die­nen. Als Schnitt­stel­le zu den bei­den Ma­schi­nen dient Pro­fi­net. Die An­la­gen­takt­zeit wur­de so­gar leicht un­ter­schrit­ten, so dass Ro­bo­ter ak­tu­ell schnel­ler ist, als die takt­zeit­be­stim­men­de ers­te Ma­schi­ne.

Der Ro­bo­ter fährt über spe­zi­el­le Au­to­ma­ti­ons­tü­ren in die bei­den Ma­schi­nen ein, so dass sie für die Be­die­ner über die Front­tü­ren für Rüst­vor­gän­ge voll zu­gäng­lich sind.

Newspapers in German

Newspapers from Germany

© PressReader. All rights reserved.