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Roboter

Urbane Mobilität durch eine robotergestützte Fertigung

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Automatisierte Rotortyp-Identifikation

Zu Prozessbeginn teilt die automatisierte Rotortyp-Identifikation der Anlage mit, welche Vorrichtungen, Stoff- oder Materialmengen, Applikationsprogramme und Verarbeitungszeiten für den jeweiligen Rotor zu wählen sind. Diese Daten sind in einer Bibliothek des Steuerungsprogramms hinterlegt, wodurch Bedien- oder Programmierfehler durch den Mitarbeiter ausgeschlossen sind. Gesundheits- und Arbeitsschutz bildet einen weiteren wichtigen Aspekt: Beim manuellen Kleberauftrag mussten die Mitarbeiter wegen der gesundheitsgefährdenden Dämpfe Atemschutzmasken tragen und so unter erschwerten Bedingungen arbeiten – das entfällt jetzt.

Die Anlage besteht aus zwei identischen Bearbeitungslinien. Deren Kernkomponenten sind jeweils ein Applikator für den Kleberauftrag, eine spezielle Fügestation, unterschiedliche Montagehilfen zum Aufnehmen und Übertragen der Permanentmagnete sowie zwei ABB-Handlingroboter. Die beiden Industrieroboter IRB 6640 handhaben die Rotoren und Montagehilfen. Weiter integriert sind Reinigungs- und Lackierstationen sowie am Ende der beiden Linien ein auf einer Linearachse verfahrbar montierter IRB 6650S. Er verteilt die fertigen Rotoren auf die Lagerplätze.

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Identifikation durch den Roboter

Der Montageprozess beginnt mit dem manuellen Reinigen der aus der Vorproduktion kommenden, gedrehten Rotoren. Dieser Reinigungsschritt erfolgt deshalb noch manuell, weil das im Vergleich zu Automaten immer noch kostengünstiger und dank der taktilen Fähigkeiten des Menschen auch präziser und effizienter ist. Die gereinigten Rotoren gelangen über ein Förderband in die Anlage. Hier nimmt der erste IRB 6640 die Daten der Rotornaben zu Höhe und Durchmesser auf. An seinem Handflansch ist dafür ein Laserscanner montiert. Weiter prüft der IRB 6640 die Lage der Bohrungsnut, um diese dann beim Einspannen in einem Dreibackenfutter berücksichtigen zu können. Anschließend vergleicht das Programm die Messwerte mit den in der Bibliothek hinterlegten Daten. Die Identifikation durch den Roboter ist sehr sicher, schnell und schließt durch Menschen verursachte Fehlmessungen aus. Aufgrund dieser Daten „weiß“ das System, um welche Leistungsklasse es sich bei dem jeweiligen Motor handelt oder welche Magnet-Belegung er benötigt. Im nächsten Schritt greift derselbe Roboter den Rotor an dessen Innenbohrung auf, setzt ihn zunächst in eine spezielle Aktivierungsanlage, danach in die Fügevorrichtung.

Nahezu zeitgleich entnimmt der zweite IRB 6640 die für den zu bearbeitenden Rotortyp passende Montagehilfe aus einem Depot, um sie anschließend auf einem gesonderten Förderband dem Werker bereit zu stellen. Der Mitarbeiter legt jetzt manuell die erforderlichen Permanentmagnete (Neodym-Eisen-Bor-Magnete) in die Aufnahmen der Montagehilfe.

Sind alle Magnete eingelegt, setzt der zweite Roboter die fertig bestückte Montagehilfe in die Applikator- beziehungsweise Klebestation. Diese überprüft zunächst, ob alle Magnete korrekt ausgerichtet und eingesetzt sind. Wenn ja, erfolgt die Freigabe für den Klebstoffauftrag. Dazu bewegt der Roboter die zu klebenden Teile entlang einer Dosieranlage, die den Magneten das Klebe-Medium aufträgt.

Für die Qualität, Festigkeit und Korrosionsbeständigkeit der Klebung sind mehrere Faktoren ausschlaggebend, wie das fehlerfreie Applizieren des Klebstoffes, die richtige Klebstoffmenge sowie die korrekte Luftfeuchte und Temperatur. Nach vollendetem Kleberauftrag setzt der zweite Roboter die so vorbereitete Montagehilfe in die Fügevorrichtung. Sie fährt den darin bereits befindlichen Rotor in die vorgesehene Fügeposition. Ist diese erreicht, führt die Montagehilfe alle Magnete gleichzeitig von außen auf den Rotor zu.

Nach einer bestimmten Haltezeit setzt der erste Roboter den fertig geklebten Rotor zuerst in eine Reinigungsanlage, dann in eine vollautomatische Versiegelungsanlage zum Lackieren und schließlich auf ein Förderband zum Ausschleusen aus der Klebelinie. Am Ende der beiden Klebelinien übernimmt ein auf einer Linearachse verfahrbar montierter IRB 6650S die fertigen Rotoren und setzt sie in das Rotorenlager. Letzteres arbeitet nach dem Prinzip chaotischer Systeme. Das heißt, der IRB 6650S identifiziert“ einen leeren Platz im Lager und lagert den Rotor dann dort ein. Letzterer bleibt hier für eine definierte Zeit zum Aushärten des Klebers. Danach kann eine Freigabe für weitere Fertigungsschritte, zum Beispiel den Motoreneinbau, an den Werker erfolgen. Dazu schleust das System den benötigten Rotor über eine kleine Förderstrecke nach dem FiFo-Prinzip (FiFo = first in first out) aus dem Lager. MM

* Dipl.-Ing. Hans P. Fritsche ist freier Journalist, Marc Leidner arbeitet im Vertrieb Robots & Applications bei der ABB Automation GmbH in 61169 Friedberg, Tel. (0 60 31) 85-0, marc.leidner@de.abb.com

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