Oberflächenbearbeitung öffnet sich dem Roboter

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Als Beleg dafür verweist der Piller-Vertriebsleiter auf ein abgeschlossenes Projekt bei einem Automobilhersteller: Dort wurden Wasserstrahl-Entgratanlagen für Zylinderköpfe von Automobilmotoren in automatischen Produktionslinien installiert, einschließlich Roboterbe- und -entladezellen oder Linearportalen zur Prozessverkettung. Beide Installationen sind weniger als 200 m voneinander entfernt.

Roboter kann nicht mit Zwei-Achs-Handlingsystem bei einfacher Linearbewegung konkurrieren

Die Entscheidung für oder gegen Roboter hing von der jeweiligen Motorenlinie ab. Parameter dafür waren Taktzeiten, Bauteilgröße und -gewicht. „Der Roboter kann nicht gegen ein Zwei-Achs-Handlingsystem konkurrieren, mit dem das auf eine Bearbeitungspalette gespannte Werkstück über eine einfache Linearbewegung in den Beladeraum der Hochdruckzelle gelangt“, erläutert Wadle.

Damit der Roboter konkurrenzfähig ist, muss das Teilehandling komplexer sein. So kann ein Be- und Entladeroboter Arbeitsschritte, die der Oberflächenbearbeitung vor- oder nachgeschaltet sind, verrichten. Das erspart in dieser Phase ein Umspannen der Teile.

Roboter braucht beim komplexeren Teilehandling zusätzliche Teileaufnahme

Ein solcher Roboter setzt jedoch – zusätzlich zum Robotergreifer – eine Teileaufnahme in der Anlage voraus. Dagegen entfallen zusätzliche Aufnahmen bei der Bearbeitung in mehreren Kammern, sofern ein Roboter dazu die Werkstückführung übernimmt.

Bei der strahltechnischen Oberflächenbearbeitung, erläutert Gundermann, könne ein Roboter mehrere Strahlkammern ansteuern, ohne dass man das Werkstück umspannen müsse. Dadurch sei eine Bearbeitung mit verschiedenen Strahlmitteln möglich. Für den Rösler-Projektmanager entscheiden unter anderem „Output- oder Taktzeitanforderungen“ über die Auslegung des Automatisierungskonzepts.

Roboter-Doppelgreifer steigert Durchsatz beim Bearbeiten von Getriebeglocken

Daher gibt es auch bei Robotern zur Werkstückführung Möglichkeiten, den Anlagendurchsatz zu steigern. So beauftragte ein Automobilhersteller den Anlagenhersteller Rösler mit der Entwicklung eines Konzepts zur automatischen Strahlbearbeitung von Getriebeglocken.

Seit der Umsetzung werden die gegossenen Magnesiumteile damit im Mantel- und Innenbereich endbearbeitet. Um die geforderte Taktzeit von 26 s je Werkstück einzuhalten, ist der Roboter mit einem Doppelgreifer ausgestattet. Dadurch greift er jeweils nach zwei Getriebeglocken, die gleichzeitig einer Schleuderrad-Strahlanlage zugeführt und darin während der Bearbeitung vom Roboter in eine rotierende Bewegung versetzt werden.

Manschetten am Roboter-Greifer dichten Strahlraum ab

Manschetten am Roboter-Greifer sorgen dabei für eine sichere Strahlraum-Abdichtung. Auch gegen Streustrahlung und Verschmutzung ist der Roboter geschützt und abgedichtet: mit Hauben und Schürzen. Gegebenenfalls wird mit Sperrluft gearbeitet.

Einen großen Vorteil von Robotern wird jedoch während des Betriebs gesehen. So lässt sich ein Roboter einfacher programmieren als ein Handlingsystem mit SPS, weil bei den wichtigen Roboterspezialisten die Art der Programmierung ähnlich ist. Folglich seien Funktionsabläufe leichter zu ändern, erläutert Gundermann – und auf die Anlagentechnik abzustimmen, deren Steuerung mit der des Roboters in Kontakt steht: über binäre Signale bis Ethernet.

Dazu kommt eine einfachere Ersatzteillogistik. Im Gegensatz zu linearen Handlingsystemen sind Roboter keine Sondermaschinen und alle Ersatzteile daher normiert. Das ermöglicht eine kostengünstigere Instandhaltung des automatischen Teilehandlings im Bereich der Oberflächenbearbeitung, sagt Piller-Vertriebsleiter Wadle. Daher könnten sich Großunternehmen künftig vermehrt für Roboter entscheiden, wenngleich deren Flexibilität bei konkreten Anwendungen laut Wadle „over-engineered“ erscheint.

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