Mechanisches Entgraten
Entgrat-Roboterzelle ermöglicht flexible Anpassung an verschiedene Werkstücke
30.10.2007 | Autor / Redakteur: Henning Klein / Rüdiger Kroh
Die Automobilindustrie verknüpft spezialisierte konventionelle Entgratanlagen mit flexiblen Roboterzellen, um jede Bearbeitungsaufgabe prozesssicher und kostengünstig zu lösen. Ohne große Umrüstarbeiten können so unterschiedliche Bauteile bearbeitet werden.
Höchste Prozesssicherheit bei geringen Taktzeiten beim mechanischen Entgraten – diese Anforderung, speziell der Automobilindustrie, ist nur mit einem automatisierten Bearbeitungssystem zu erfüllen. Mit einer Entgratmaschine, die genau für die bestimmte Aufgabe und das zu bearbeitende Werkstück spezifiziert wurde.
Zum Nachteil wird diese Spezifizierung allerdings, wenn wechselnde Werkstücktypen gefahren werden müssen oder Änderungen des Bearbeitungsumfangs eintreten. Der Umrüstaufwand wird dann relativ hoch und ist eigentlich nicht mehr vertretbar.
Kombination von Robotik und Entgratbearbeitung
Die Kadia Produktion GmbH + Co. in Nürtingen, Hersteller von Entgrat- und Honmaschinen, hat jetzt einen Weg gefunden, wie diese Flexibilitätslücke geschlossen werden kann: mit dem kombinierten Einsatz von Robotertechnik zur Entgratbearbeitung.
Für die Anwender ergeben sich aus der Entgrat-Roboterzelle vielfältige Nutzungsvorteile. Beispielsweise kann der Kunde frei wählen, welches Fabrikat er als Robotermodul verwenden will. Er kann auf ein Robotersystem zurückgreifen, das in seinem Unternehmen bereits im Einsatz ist oder das er individuell für seine Zwecke als die beste Lösung sieht.
Der wichtigste Vorzug der Kadia-Entgrat-Roboterzelle ist jedoch ihre flexible Anpassung an verschiedene Bearbeitungsaufgaben und die Kombinierbarkeit mit anderen Systemen. Dabei können je nach Anforderung und in Abhängigkeit von Werkstückgröße und Taktzeit unterschiedliche Anlagenkonzepte für die Roboterzelle gewählt werden:
- Werkzeuggeführte Roboter-Entgratanlagen kommen typischerweise bei großen, schweren Werkstücken und langen Taktzeiten zum Einsatz wie beim Entgraten von Kurbelgehäusen.
- Werkstückgeführte Anlagen eignen sich für kleinere und leichte Werkstücke bis etwa 50 kg Gewicht und für kurze bis mittlere Taktzeiten. Verwendung finden diese zum Beispiel bei Antriebs- oder Getriebewellen.
Egal welches Konzept zur Anwendung kommt, die Bearbeitung kann trocken oder mit einer Kühlmittelversorgung erfolgen, wahlweise mit Öl oder Emulsion.
Keinerlei Abstriche bei der Prozesssicherheit
Mittlerweile sind Roboterzellen von Kadia unter anderem bei BMW und bei Daimler-Chrysler zum Entgraten von Flächen, Kanten und Bohrungen von komplexen Motorkomponenten im Einsatz. Allerdings nicht als Alternative, sondern als Ergänzung zu konventionellen mechanischen Entgratsystemen. Dabei müssen bei den beiden Automobilherstellern keinerlei Abstriche in der Taktzeit und in der Prozesssicherheit in Kauf genommen werden.
Diese hybriden Entgratmaschinen kombinieren herkömmliche Entgratsysteme mit Industrierobotern. Konventionelle Transfereinheiten haben immer noch ihre Vorteile, wenn kurze Taktzeiten gefragt sind oder beim Bearbeiten langer Bohrungen. Entgratvorgänge mit langen Bearbeitungshüben verbleiben aufgrund der erforderlichen Stabilität bei den bewährten achsgeführten NC-Modulen.
Entgratvorgänge mit kurzen Bearbeitungshüben werden dagegen vom Roboter übernommen, und zwar vor allem deshalb, weil sie das flexible Einwechseln von Entgratwerkzeugen gestatten. Daraus ergibt sich die Möglichkeit, mit einer Robotereinheit verschiedene Operationen zu fahren.
Die Auslegung der hybriden Entgratmaschine mit werkzeuggeführten Industrierobotern bietet drei wesentliche Vorteile:
- Die Umrüstung verläuft relativ einfach und zeitsparend. Ein Schnellwechselsystem sorgt für maximale Flexibilität und schnelle Anpassung an verschiedene Werkstücke und Operationen.
- Damit jedes Entgratwerkzeug optimal zum Einsatz kommen kann, sind die Entgrateinheiten mit Drehzahlregelung und Drehrichtungsumkehr ausgerüstet.
- Das variable Werkzeugmagazin bietet Platz für gerade und gewinkelte Entgratspindeln, Fräseinheiten, Greifersysteme und verschiedene Einzelwerkzeuge, die mit einer Spannzangeneinheit gewechselt werden können.
Elf Anlagen wurden mittlerweile ausgeliefert und es zeigt sich, dass die Roboterzellen auch im täglichen Einsatz den hohen Anforderungen der Automobilindustrie gewachsen sind. Dies trifft vor allem auf die 99,9%-Verfügbarkeit der Roboter-Mechanik zu. Die Zellen erfüllen aber auch ihre Flexibilitätsversprechen in der Praxis: Die unterschiedlichsten Bauteile, ob kubisch oder rotatorisch, können schnell und genau bearbeitet werden, ohne dass dafür große Umrüstarbeiten vorgenommen werden müssen.
Die Kosten für die Umrüstung verringern sich im Vergleich zu spezialisierten Anlagen um etwa 50%
Was allerdings besonders zu Buche schlägt, sind die im Verhältnis geringen Anschaffungs- und laufenden Kosten. Nach den Erfahrungen, die Kadia bei den Kundeneinsätzen gemacht hat, fallen die Umrüstkosten um etwa die Hälfte niedriger aus als bei hochspezialisierten Transferentgratanlagen. Und die Investitionskosten für die Roboterzelle liegen um etwa 20% darunter. Wobei noch zusätzlich zu berücksichtigen ist, dass bei einem Generationswechsel der Entgratmaschine das Robotermodul in der Regel weiterverwendet oder für andere Aufgaben eingesetzt werden kann.
Henning Klein ist verantwortlich für Business Development bei der Kadia Produktion GmbH + Co., 72622 Nürtingen, Tel. (0 70 22) 60 06-13, Fax (0 70 22) 60 06-21, henning.klein@kadia.de
Entgrat-Roboterzelle ermöglicht flexible Anpassung an verschiedene Werkstücke
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