Prozesssicheres Absortieren von Faserverbundtextilien

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Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik Projektgruppe RMV

Allgemein müssen bei der Handhabung von textilen Halbzeugen zwei Randbedingungen erfüllt sein, welche bei allen Handhabungsschritten zu beachten sind. Aufgrund der formlabilen und luftdurchlässigen Struktur werden im Vergleich zu Starrkörpern alternative Greifprinzipien eingesetzt, womit die Halbzeuge prozesssicher gegriffen, losgelassen und genau positioniert werden können. Außerdem sind textile Halbzeuge empfindlich gegenüber einem Verscheren der Faserstruktur. Dabei kann das zu fertigende Bauteil bei falscher Handhabung irreversibel zerstört werden, so dass bei jedem Greifvorgang auf ein Ablegen innerhalb der Toleranzen geachtet werden muss. Neben den allgemeinen Randbedingungen gibt es weitere Herausforderungen, die speziell beim Absortieren gelten und nachfolgend näher erläutert werden.

Herausforderungen beim automatisierten Absortieren von Faserverbundhalbzeugen

Um eine hohe Prozesssicherheit gewährleisten zu können, muss beim Absortieren das Bauteil von Schnittresten zuverlässig getrennt werden. Dabei kann der Prozess dadurch unterbrochen werden, dass Schnittreste ungewollt absortiert werden, wie es in Bild 3a zu sehen ist. Des Weiteren können Textilien während der Handhabung vom Greifer herunterfallen (Bild 3b) oder eine Kombination beider Fehlerfälle auftreten (Bild 3c). Diese Fehlerarten stören die Produktion durch auftretende Stillstandzeiten und damit einer reduzierten Verfügbarkeit. In diesen Fällen wäre ein manuelles Eingreifen notwendig, um die Prozessstabilität wieder herzustellen.

Der ausschlaggebende Faktor ist die Wirkfläche der saugenden Greifstelle. Um ein optimales Ergebnis, das heißt keine ungewollt eingebrachten Verformungen des Textils, beim Absortieren zu erhalten, muss der größte Durchmesser der Greifstelle kleiner sein als die kleinste Kontur im Bauteil. Falls diese Randbedingung nicht eingehalten werden kann, ist die Prozessstabilität gefährdet. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass die zu handhabenden Textilien grundsätzlich nicht eine zu filigrane Struktur aufweisen dürfen, wenn sie automatisch absortiert werden sollen. Wenn dies konstruktiv nicht möglich ist, so muss für jedes Bauteil ein eigenes Greifwerkzeug gefertigt werden, was wiederum mit zusätzlichen Kosten verbunden ist.

Greifkontur muss je nach Anwendungsfall flexibel einstellbar sein

Daraus ergeben sich als Anforderungen an einen Absortiergreifer, dass dessen Greifkontur flexibel, je nach Anwendungsfall und Ablegeplan, eingestellt werden soll. Des Weiteren muss eine ausreichende Auflösung der Saugstellen vorliegen, um auch filigrane Bauteile prozesssicher und kosteneffizient greifen zu können. Zudem müssen bei der Auslegung auch die Anschaffungs- und Betriebskosten berücksichtigt werden. So sind beispielsweise für einen Vakuumgreifer mit hohen Luftströmen größere Peripherien zum Ansteuern der Systeme und Reinigungsanlagen für den Saugstrom notwendig.

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