Schunk stellt auf der Automatica neue Einsatzmöglichkeiten für das automatisierte Entgraten, Schleifen und Polieren mit dem Roboter vor. Das sind die Vorteile. Daniel Mayer, Produktmanager Bearbeitung mit dem Roboter bei Schunk, stellt auf der Automatica sprint in einer Live-Demo neue Einsatzmöglichkeiten mit dem Roboter vor. - Bild: Poll
Warum der Roboter überhaupt für die Bearbeitung eingesetzt werden soll - dieser Frage geht Daniel Mayer, Produktmanager Bearbeitung mit dem Roboter von Schunk auf der Automatica sprint in seinem Vortrag nach. Schließlich überwogen bisher die Herausforderungen für den Robotereinsatz das Interesse für den selbigen - bildhaft dargestellt als Wippe in der nachfolgenden Bildergalerie. "Auf der Seite der Interessen standen beispielsweise der Fachkräftemangel und der demographische Wandel sowie natürlich die Effizienzsteigerung zur Reduzierung der Kosten. Demgegenüber standen allerdings immer fehlende Detail-Prozesskenntnisse wie beispielsweise manuelle Schleifprozesse von Oberflächen, was sich nicht so einfach technisch durch Parameter beschreiben lässt", beschreibt Mayer.
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Die VISOMAX Coating GmbH ist führender Systemanbieter für Schleif- und Polierprozesse und kam auf uns zu, kurz nachdem sie zum ersten Mal von der Softwarelösung von ArtiMinds Robotics gehört hatte. Sie waren bereits seit Längerem auf der Suche nach einer Möglichkeit, die Polier- und Schleifvorgänge ihrer Roboter zu automatisieren. Die Robot Programming Suite aus dem Hause ArtiMinds schien dafür die perfekte Lösung zu sein. Bei der Anwendung ging es darum, auf unterschiedlichen Bauteilen vorhandene Fehlstellen zu erkennen, diese kraftgeregelt anzufahren und anschließend auszupolieren. Hierbei galt es nicht nur den Polierprozess in der Applikation abzubilden, sondern auch benötigte Sensorik-Komponenten zu integrieren. Denn die Fehlstellen werden durch ein Kamerasystem erkannt, das die Koordinaten an den Roboter weitergibt. Der Roboter inklusive Kraft-Momenten-Sensor und Polierkopf sollte dann den Rest übernehmen. Die größte Herausforderung bei der Anwendung sind Fehlstellen, die bei jedem Bauteil an einer anderen Stellen liegen können.
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Roboterzelle Auf der Automatica zeigt Delcam, dass das Polieren von hochwertigen Oberflächen mit dem Roboter problemlos möglich ist. Im Mittelpunkt der ausgestellten Roboterzelle steht ein 6-achsiger und mit einer Düse ausgerüsteter ABB IRB 120, der mit einem feinen Hochdruck-Flüssigkeitsstrahl ein Werkstück automatisch poliert. Fluid-Jet-Strahl beim Roboterpolieren von gehärtetem Stahl. Die Aufnahme entstand im Rahmen der Projektarbeit in einer Polierzelle mit einem größeren ABB IRB 4400, auf dem erste Vorversuche stattfanden. Bild: Hochschule Aalen, Zentrum für Optische Technologien Voraussetzung hierfür sind nicht nur eine hohe Positionswiederholgenauigkeit des Roboters, sondern auch äußerst präzise Bewegungsdaten. Diese basieren auf den 3D-CAD-Daten des Werkstücks und werden mit Delcam PowerMILL Robot abgeleitet und programmiert. "Das Prinzip ist ähnlich zum Wasserstrahlschneiden, nur arbeiten wir beim Fluid-Jet genannten Verfahren mit geringeren Drücken. So schneiden wir das Material nicht ganz durch, sondern tragen es nur an der Oberfläche ab", erklärt Dr. Marco Speich von der Hochschule Aalen, wo die im Rahmen des EU-Forschungsprojekts Symplexity entwickelte Zelle konfiguriert und erprobt wurde.
Hohe Anforderungen beim Polieren von Oberflächen
Die Qualität der Oberflächen von Werkzeugen und Maschinenkomponenten übt großen Einfluss auf ihre Leistung und ihre Lebensdauer. Das Polieren der Oberflächen von Teilen und Komponenten mit geringen bis mittleren Anforderungen an die Oberflächenbeschaffenheit kann vergleichsweise einfach von Hand oder mit einfachen Maschinen, z. B. durch Polieren, Sandstrahlen, Trocken- oder Feuchtgranulatpolieren erzielt werden. Teile und Komponenten mit hohen Anforderungen an die Oberflächenqualität sowie Teile mit komplexen Formen und Hohlräumen bedürfen jedoch des Polierens durch hochqualifizierte Personen. Beispielsweise werden kritische Oberflächen von Werkzeugen zur Kaltmassivumformung oftmals im Bereich zwischen Ra 0, 06 – 0, 04 µm und Rz unter 1, 0 µm spezifiziert. Für eine Form zum Plastikspritzguss würde die Oberflächenbeschaffenheit oft im Bereich zwischen Ra 0, 03 – 0, 01 µm und Rz 0, 3 – 0, 1 µm spezifiziert. Solche Oberflächen weisen ein spiegelndes oder spiegelartiges Aussehen auf und stellen höchste Anforderungen an den Sachverstand und die Erfahrung des einzelnen Fachmanns.