Robotik an Bearbeitungszentren

Roboter pusht Bearbeitungszentren

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Mit Robotern zu höherer Produktivität von Werkzeugmaschinen. Für die Roboter selbst spielen die Gelenkarmlagerungen eine entscheidende Rolle.

Bis zu 30 % Produktivitätssteigerung hat Schaeffler im Bereich seiner spanenden Fertigung im Werkzeugbau umgesetzt. Dabei sind die Hauptzeiten spangebender Prozesse recht ausgereizt. Und auch Leistungssteigerungen, allgemein oder speziell durch die Sensorisierung der Komponenten und Systeme, werden schwieriger. Im Bereich des Werkzeugbaus im LuK-Werk in Kappelrodeck hat Schaeffler daher fünf DMG-Mori-Bearbeitungszentren mit einem Fanuc-Knickarmroboter mit zwei Greifern für Paletten und Werkzeuge kombiniert: 180 Palettenplätze, zwei Rüstplätze und ein Abrüstplatz, 120 Werkzeuge pro Maschine plus 105 Werkzeuge in einem externen Regal, ein Kamerasystem zur einfachen Definition des Nullpunktes beim Rüsten und ein Barcodeleser zum Lesen der Werkzeugdaten sind Teil des Ganzen.

Die roboterbasierte Automation von Werkzeugmaschinen ermöglicht es, die Gesamtproduktivität moderner Bearbeitungszentren weiter zu steigern – fünf wesentliche Aspekte tragen dazu bei:

  • Insbesondere durch Roboter können mehrere Arbeitsprozesse verkettet werden: entweder beim Beladen mehrerer Anlagen aus einer Quelle, bei der Weitergabe von Werkstücken oder beim Zuführen von Werkstücken aus verschiedenen Quellen.
  • Roboter versorgen die Produktionsanlage mit Werkstücken und entnehmen diese nach der Bearbeitung wieder. Hinsichtlich des Werkstückhandlings versorgen Roboter die Maschinen und entnehmen die Werkstücke nach der Bearbeitung wieder.
  • Mit automatisierten, intelligenten Systemen können die benötigten Werkzeuge direkt an der Maschine gewechselt werden. Die Zahl der Werkzeuge wird dabei nur durch die Reichweite des Roboters begrenzt. Erweitern lässt sich die Reichweite durch zusätzliche Linearachsen. So können auch mehrere Werkzeugmaschinen versorgt werden.
  • Robotersysteme können einfache Verarbeitungsschritte abnehmen und Maschinen zu höherer Produktivität verhelfen. Werker können sich komplexeren Aufgaben widmen, wenn Bearbeitungsschritte wie Bürsten oder Entgraten automatisiert ablaufen.
  • Ein Palettenwechsel und das Palettieren von Werkstücken ist insofern realisierbar, als Roboter standardisierte Behältnisse mit diversen Werkstücken beladen können – und zwar bis zur Losgröße eins.

Handlings- und Bearbeitungsaufgaben

Industrieroboter haben sich im Wettlauf um effiziente Automationslösungen für verschiedene Handlings- und Bearbeitungsaufgaben etabliert. Sowohl die zunehmenden Stückzahlen und die damit einhergehenden sinkenden Anschaffungskosten haben dazu beigetragen, aber auch die technischen Fortschritte hinsichtlich Steifigkeiten und möglicher Lasten. Für die Belastbarkeit, Dynamik und Präzision der Roboter spielen unter anderem die Gelenkarmlagerungen eine entscheidende Rolle.

Um den Arbeitsbereich der Industrieroboter zu erweitern, wird oftmals eine sogenannte 7. Achse verwendet: Auf einem Schlitten der Linearachse wird der Roboter zwischen einzelnen Werkzeugmaschinen sowie Magazinen und Palettensystemen hin- und herbewegt. (sc)

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