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Yaskawa und Otto Graf

Roboter-Bearbeitungszelle für Kunststoffzerspanung

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Von Losgröße 1 bis 1000 und mehr

Die zwei Produkte, die seit Inbetriebnahme im vierten Quartal 2016 auf der Anlage laufen, könnten unterschiedlicher nicht sein: Da ist das im Extrusionsblasverfahren hergestellte Kunststoff-Regenfass Barrica, an dessen verschließbaren Deckel der Yaskawa-Roboter den Bajonettverschluss fräst. Aufgabe Nummer zwei besteht im Fräsen von Zugängen für Rohrleitungen an Schachtkomponenten aus glasfaserverstärktem Polypropylen für ein unterirdisches Versickerungssystem.

So unterschiedlich wie die auf der Anlage gefrästen Produkte sind auch deren Losgrößen. Dazu Keßler: „Bei der Produktion des Blasformproduktes Regenfass Barrica entstehen in 10 bis 12 Arbeitstagen 5000 bis 7000 Artikel. In diesem Fall fräst der Roboter wochenlang die Bajonettverriegelung des Fassdeckels. Anders bei den Versickerungssystemen, die kundenauftragsbezogen gefertigt werden: Hier sind wir beim Fräsen nahe Losgröße 1. Für die Praxis heißt das: Die Um- rüstvorgänge variieren von null in der Woche bis hin zu mehrmals täglich.“

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Um die Umrüstvorgänge und die Programmierung der Anlage so einfach wie möglich zu gestalten, hat CNC-Automation auf die Kompetenz des Yaskawa-Konzerns zurückgegriffen. Das fängt bereits bei der Programmierung der Anlage an. Die Fräsbahnen lassen sich sehr bedienerfreundlich offline am PC über die CAD-CAM-Funktion der Yaskawa-Software Moto Sim VRC erstellen und per Mausklick auf die Anlagensteuerung übertragen. Die Bedienung der Fräszelle in der Fertigung ist dann auch ohne tiefgreifendes Fachwissen möglich. Ein Touchpanel der Yaskawa-Tochter Vipa zeigt alle wichtigen Informationen im Klartext an. Dank dieser übersichtlichen Visualisierung kann jeder Mitarbeiter nach kurzer Einweisung die Bedienung der Zelle übernehmen.

Werkzeugverschleiß wird zur Herausforderung

Ein weiterer Aspekt, der sich im Probebetrieb der Anlage als echte Herausforderung erwies, war der Werkzeugverschleiß, der im Gegensatz zur Bearbeitung metallischer Werkstoffe bei der Kunststoffbearbeitung gerne unterschätzt wird. Ein Punkt, der für Kopfzerbrechen sorgte: „Insbesondere das Fräsen der glasfaserverstärkten Kunststoffe entpuppte sich als ‚Werkzeugkiller’. In aufwendigen Testreihen mit unterschiedlichen Werkzeugen diverser Hersteller und Versuchen mit allen erdenklichen Spindeldrehzahlen und Schnittgeschwindigkeiten fanden wir schlussendlich aber eine prozesssichere Lösung“, so Würfel.

Da Graf bei allen Erzeugnissen großen Wert auf Qualität als Differenzierungsmerkmal zu Billigprodukten legt, ist eine präzise Ausführung der Fräsarbeiten Pflicht. Insbesondere bei den hochwertigen Regenfässern liegt der gefräste Bajonettverschluss im Sichtbereich und wird als Qualitätsmerkmal wahrgenommen. „Kunden, die sich für unser ästhetisches Regenfass in Holzoptik entscheiden, haben zu Recht hohe Ansprüche an die Qualität. Der 6-Achser von Yaskawa kann dank seiner hohen Bahntreue und seiner Wiederholgenauigkeit von 0,07 mm die bestehenden Qualitätsanforderungen problemlos erfüllen. Die Fräsungen sind so präzise, dass keine Nacharbeiten am Bajonettverschluss nötig sind“, so Keßler.

Auch in allen weiteren Punkten erreicht oder übertrifft die Roboter-Fräszelle die in sie gesetzten Erwartungen. Sie läuft prozesssicher mit maximaler Verfügbarkeit – bei Bedarf im Dreischichtbetrieb rund um die Uhr. Aber es ist nicht nur die Wirtschaftlichkeit der Roboterlösung, die Keßler von der Investition überzeugt: „Das Roboterfräsen erlaubt die Ausführung dreidimensionaler Bewegungsmuster innerhalb eines sehr großen Arbeitsbereiches nahezu ohne Einschränkungen. Ein Vorteil, der zu mehr konstruktiver Freiheit in unserer Produktentwicklung führt und so die Entwicklung neuer, innovativer Produkte begünstigt.“

* Dipl.-Ing. Ralf Högel ist Inhaber der Agentur IKH – Industrie Kommunikation Högel in Stadtbergen. Weitere Informationen: Yaskawa Europe in 85391 Allershausen, Tel. (0 81 66) 90-0, robotics@yaskawa.eu.com, www.yaskawa.eu.com

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