Roboterbasiertes Entgraten, Polieren und Schleifen
Effiziente Bearbeitung
Beim Entgraten, Polieren und Schleifen von Werkstücken wird oft noch Hand angelegt. Der Grund: Das Fingerspitzengefühl und die optische Prüfung vom Menschen konnten bislang oft nur aufwendig umgesetzt werden. Doch die Zeiten ändern sich. Heute lassen sich mit Hilfe von modernen Robotern und Werkzeugen durchaus viele Bearbeitungsschritte automatisieren. Im Ergebnis warten höhere Produktivität, konstante Bearbeitungsergebnisse und geringere Stückkosten - kurzum: mehr Effizienz.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGBei der Oberflächenbearbeitung werden die Eigenschaften von Oberflächen verändert, veredelt oder auf definierte Anforderungen vorbereitet. Die dazu erforderlichen Arbeiten erfolgen häufig noch manuell.
Bild: Schunk GmbH & Co. KG
Dennoch sprechen viele Argumente dafür, Roboter künftig auch bei der Bearbeitung von Werkstücken einzusetzen. Manuell ausgeführte Feinarbeit am Werkstück ist für die Mitarbeiter oft belastend oder z. B. durch Partikelemissionen wie Schleifstaub oder Späne sogar gesundheitsgefährdend. Durch die Umstellung auf automatisierte Bearbeitungsverfahren lassen sich diese Risiken stark reduzieren. Die Sicherheit und auch die Ergonomie des Arbeitsplatzes werden deutlich verbessert. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht müssen Prozesse zudem stetig verbessert und Stückkosten gesenkt werden. Der Einsatz eines Roboters bietet hier deutliche Wettbewerbsvorteile: Die Durchlaufzeit verkürzt sich und die Bearbeitungskapazität wird erhöht. Hinzu kommt, dass die Anforderungen am Markt steigen und durchweg einwandfreie Produkte verlangt werden. Eine gleichbleibend hohe Qualität der Arbeitsergebnisse ist mittels der robotergestützten Bearbeitung zuverlässig gesichert. Kürzere Produktzyklen und das zunehmende Innovationstempo erfordern zudem mehr Flexibilität - auch diese Anforderung decken moderne Roboterlösungen ab. Anwender, die bereits automatisierte Verfahren nutzen, sind angesichts dieser Trends klar im Vorteil. Entsprechend steigen das Interesse und die Nachfrage nach automatisierten Bearbeitungslösungen.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGVorhandene Potenziale effizient nutzen
Roboter können beides: beladen und bearbeiten. Hierin liegt ein großes, bislang noch selten erkanntes und zu wenig genutztes Potenzial. Denn auch bei der Bearbeitung lassen sich mit automatisierten Prozessen viele Vorteile erzielen: Unternehmen, die bereits einen Roboter zur Be- und Entladung ihrer Werkzeugmaschine einsetzen, können ihn zusätzlich für das Entgraten der Werkstücke nutzen und dadurch deutlich besser auslasten. Möglich wird dies etwa durch neue Werkzeuge von Schunk zur automatisierten Bearbeitung. Aufgrund der unterschiedlichen Funktionen und Eigenschaften der Produkte können zahlreiche Entgrataufgaben automatisiert werden und damit direkt nach der Bearbeitung in der Werkzeugmaschine erfolgen. Parallel dazu kann die Maschine weiterproduzieren. Durchlaufzeit und Fertigungskosten der Werkstücke lassen sich dadurch deutlich reduzieren - bei vergleichsweise geringem Investitionsvolumen und einem schnellen Return on Invest.
Anwender diverser Branchen können profitieren. Sauberes Entgraten ist vor allem bei der Metallbearbeitung und bei Kunststoffteilen erforderlich, da hier scharfe Kanten entstehen können. Auch beim Schleifen von Werkstücken, z. B. Metallgehäuse und Holzbauteile, sowie beim Polieren von Oberflächen in der Automobil- und Luftfahrtbranche kommt es auf hochwertige Ergebnisse an. Mit Blick auf diese unterschiedlichen Anwendungsfälle hat Schunk sein Portfolio - über die bisherigen Werkzeuge FDB, FDB-AC und MFT hinaus - gezielt erweitert. Für jede Anwendung steht eine passende Lösung zur Verfügung. Das Sortiment umfasst pneumatische Komponenten mit axialem oder radialem Ausgleich für die Bereiche Entgraten, Schleifen und Polieren. Besonders bei den Entgratwerkzeugen bietet Schunk eine vielseitige Auswahl für jegliche Formen der Nachbearbeitung an.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGSicher entgraten
Beim Entgraten werden scharfe, bei einem Bearbeitungs- oder Herstellungsvorgang entstandene Kanten, Auffaserungen oder Trenngrate eines meist metallischen Werkstücks entfernt. Das ist erforderlich, da Grate sowohl die einwandfreie Funktion des Maschinenelements beeinträchtigen als auch erhebliche Verletzungsgefahren wie Schnittwunden verursachen können. Für das automatisierte Entgraten stellt Schunk mit der Spindel RCV, dem Entgratwerkzeug CDB und der Feile CRT drei neue Bearbeitungslösungen zur Verfügung, die optimalen Entgratergebnisse erzielen und etwaige Gefahren vermeiden. Die pneumatische Entgratspindel RCV arbeitet rotierend und ist auf das Entgraten von Roh-, Fräs- und Drehteilen ausgelegt. Sie wird durch einen Lamellenmotor angetrieben und ist radial nachgiebig, wodurch die Roboterprogrammierung vereinfacht wird. Das CDB eignet sich etwa zum automatisierten Entgraten von Stanzteilen und Kunststoffspritzgussteilen. Das axial und radial nachgiebige Werkzeug kann mit Entgratklingen aus der manuellen Anwendung ausgerüstet werden, was Kosten spart und die Umstellung erleichtert. Mit einer per Druckluft einstellbaren Steifigkeit, der Sperrfunktion für die Y-Achse und der Nutzung verschiedener Werkzeuge wie Messer, Schaber und Senker empfiehlt sich die CDB als vielseitig einsetzbares Multitalent. Müssen Kanten an schwer zugänglichen Stellen wie schmalen Schlitzen, Ecken und Nuten gesäubert werden, bietet sich die pneumatische, radial nachgiebige Feile CRT an. Weil handelsübliche Feilenblätter eingesetzt werden können, ist die Umstellung von manuellen auf automatisierte Prozesse problemlos möglich. Alle genannten Werkzeuge lassen sich am Roboterarm oder festmontiert mit bewegtem Werkstück verwenden.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGSauber schleifen
Das Schleifen von Werkstücken wird häufig eingesetzt, wenn Oberflächen für nachgelagerte Veredelungen vorbereitet werden müssen. Soll etwa ein Werkstück lackiert oder galvanisiert werden, muss die Oberfläche einheitlich und fein strukturiert sein. Daher gilt es, etwaige Defekte, Schleifriefen oder Rauheiten aus vorhergehenden Arbeitsgängen zu beseitigen. Mit der Wahl der richtigen Werkzeuge und Schleifmittel lassen sich unterschiedliche Materialien wie Metall, Holz oder Kunststoff mit unterschiedlichem Materialabtrag und Oberflächengüte bearbeiten.
Von Hand ausgeführt, ist das Schleifen mit Verletzungs- und Gesundheitsrisiken für die Mitarbeiter verbunden. Der pneumatische Exzenterschleifer AOV mit axialem Ausgleich vermeidet diese Gefahren und erzielt ausgezeichnete Schleifergebnisse. Als Antrieb dient ein Lamellenmotor mit bidirektional (Einfahren/Ausfahren) ansteuerbarer Anpresskraft von 6,7 bis 67N. Durch den Ausgleich kann die Anpresskraft unabhängig von der Orientierung des Werkzeugs konstant gehalten werden. Der optionale Anschluss für die Absaugung des abgetragenen Materials verringert Verschmutzungen und die Störanfälligkeit deutlich. Das Werkzeug lässt sich mit bewährten, kletthaftenden Schleif- und Polierscheiben sowie wahlweise mit zwei verschiedenen Schleiftellerdurchmessern nutzen. Mit diesen Eigenschaften das Werkzeug auch zum Polieren eingesetzt werden.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGGleichmäßig polieren
Das Polieren von Oberflächen ist meist der letzte Bearbeitungsschritt, um dem Werkstück ein perfektes Finish zu verleihen. Neben dem Werkzeug und dem Poliermittel ist vor allem eine gleichbleibende Anpresskraft entscheidend, um einheitliche Resultate zu erzielen. Mit ihrer einstellbaren und gleichmäßigen Anpresskraft stellen die Schunk-Polierlösungen optimale Ergebnisse sicher. Der pneumatische Ausgleich punktet dabei mit einer sofortigen Reaktion und macht ein Nachregeln des Roboters überflüssig. Neben der Polierspindel MFT mit axialem Ausgleich bietet Schunk das Modell MFT-R mit radialem Ausgleich an. Kardanisch gelagert, gleicht sie Toleranzen an der Werkstückkontur zuverlässig aus. Hochwertige Entgratergebnisse lassen sich durch die per Druckluft einstellbare Steifigkeit in jeder Einbaulage erzielen. Sollen Ausgleichs- bzw. Anpresskräfte in Kombination mit kundenseitig gewählten Antrieben eingestellt werden, empfiehlt sich die pneumatische Ausgleichseinheit PCFC. Die kompakte, axial nachgiebige Einheit hält die Anpresskraft konstant. Eine integrierte Gewichtskraft-Kompensation verstetigt die Anpresskräfte unabhängig von der Werkzeugorientierung, ein Vorteil, der sich besonders bei robotergeführten Applikationen bewährt. Ebenfalls integriert ist ein Wegmesssystem, das die Position der Ausgleichseinheit über ein analoges Signal rückmeldet und somit für die Überwachung und Steuerung der Prozesse eingesetzt werden kann. Die PCFC-Einheit lässt sich über verschiedene Anschraubmöglichkeiten mit unterschiedlichen Werkzeugen kombinieren und eignet sich daher für zahlreiche Anwendungszwecke.
Einfache Umsetzung
Mit den richtigen Werkzeugen steht der Umstellung auf einen automatisierten Prozess nichts mehr im Weg. Um sicherzugehen, dass das erwünschte Ergebnis mit der Roboteranwendung erzielt wird, kann im neuen Schunk CoLab die jeweilige Applikation validiert werden. Erfahrene Applikationsingenieure unterstützen bei der Erarbeitung der passenden Prozessparameter der Schleif- oder Polierlösung.
Beim Entgraten, Polieren und Schleifen von Werkstücken wird oft noch Hand angelegt. Der Grund: Das Fingerspitzengefühl und die optische Prüfung vom Menschen konnten bislang oft nur aufwendig umgesetzt werden. Doch die Zeiten ändern sich. Heute lassen sich mit Hilfe von modernen Robotern und Werkzeugen durchaus viele Bearbeitungsschritte automatisieren. Im Ergebnis warten höhere Produktivität, konstante Bearbeitungsergebnisse und geringere Stückkosten - kurzum: mehr Effizienz.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGBei der Oberflächenbearbeitung werden die Eigenschaften von Oberflächen verändert, veredelt oder auf definierte Anforderungen vorbereitet. Die dazu erforderlichen Arbeiten erfolgen häufig noch manuell.Bild: Schunk GmbH & Co. KG
Dennoch sprechen viele Argumente dafür, Roboter künftig auch bei der Bearbeitung von Werkstücken einzusetzen. Manuell ausgeführte Feinarbeit am Werkstück ist für die Mitarbeiter oft belastend oder z. B. durch Partikelemissionen wie Schleifstaub oder Späne sogar gesundheitsgefährdend. Durch die Umstellung auf automatisierte Bearbeitungsverfahren lassen sich diese Risiken stark reduzieren. Die Sicherheit und auch die Ergonomie des Arbeitsplatzes werden deutlich verbessert. Aus betriebswirtschaftlicher Sicht müssen Prozesse zudem stetig verbessert und Stückkosten gesenkt werden. Der Einsatz eines Roboters bietet hier deutliche Wettbewerbsvorteile: Die Durchlaufzeit verkürzt sich und die Bearbeitungskapazität wird erhöht. Hinzu kommt, dass die Anforderungen am Markt steigen und durchweg einwandfreie Produkte verlangt werden. Eine gleichbleibend hohe Qualität der Arbeitsergebnisse ist mittels der robotergestützten Bearbeitung zuverlässig gesichert. Kürzere Produktzyklen und das zunehmende Innovationstempo erfordern zudem mehr Flexibilität - auch diese Anforderung decken moderne Roboterlösungen ab. Anwender, die bereits automatisierte Verfahren nutzen, sind angesichts dieser Trends klar im Vorteil. Entsprechend steigen das Interesse und die Nachfrage nach automatisierten Bearbeitungslösungen.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGVorhandene Potenziale effizient nutzen
Roboter können beides: beladen und bearbeiten. Hierin liegt ein großes, bislang noch selten erkanntes und zu wenig genutztes Potenzial. Denn auch bei der Bearbeitung lassen sich mit automatisierten Prozessen viele Vorteile erzielen: Unternehmen, die bereits einen Roboter zur Be- und Entladung ihrer Werkzeugmaschine einsetzen, können ihn zusätzlich für das Entgraten der Werkstücke nutzen und dadurch deutlich besser auslasten. Möglich wird dies etwa durch neue Werkzeuge von Schunk zur automatisierten Bearbeitung. Aufgrund der unterschiedlichen Funktionen und Eigenschaften der Produkte können zahlreiche Entgrataufgaben automatisiert werden und damit direkt nach der Bearbeitung in der Werkzeugmaschine erfolgen. Parallel dazu kann die Maschine weiterproduzieren. Durchlaufzeit und Fertigungskosten der Werkstücke lassen sich dadurch deutlich reduzieren - bei vergleichsweise geringem Investitionsvolumen und einem schnellen Return on Invest.
Anwender diverser Branchen können profitieren. Sauberes Entgraten ist vor allem bei der Metallbearbeitung und bei Kunststoffteilen erforderlich, da hier scharfe Kanten entstehen können. Auch beim Schleifen von Werkstücken, z. B. Metallgehäuse und Holzbauteile, sowie beim Polieren von Oberflächen in der Automobil- und Luftfahrtbranche kommt es auf hochwertige Ergebnisse an. Mit Blick auf diese unterschiedlichen Anwendungsfälle hat Schunk sein Portfolio - über die bisherigen Werkzeuge FDB, FDB-AC und MFT hinaus - gezielt erweitert. Für jede Anwendung steht eine passende Lösung zur Verfügung. Das Sortiment umfasst pneumatische Komponenten mit axialem oder radialem Ausgleich für die Bereiche Entgraten, Schleifen und Polieren. Besonders bei den Entgratwerkzeugen bietet Schunk eine vielseitige Auswahl für jegliche Formen der Nachbearbeitung an.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGSicher entgraten
Beim Entgraten werden scharfe, bei einem Bearbeitungs- oder Herstellungsvorgang entstandene Kanten, Auffaserungen oder Trenngrate eines meist metallischen Werkstücks entfernt. Das ist erforderlich, da Grate sowohl die einwandfreie Funktion des Maschinenelements beeinträchtigen als auch erhebliche Verletzungsgefahren wie Schnittwunden verursachen können. Für das automatisierte Entgraten stellt Schunk mit der Spindel RCV, dem Entgratwerkzeug CDB und der Feile CRT drei neue Bearbeitungslösungen zur Verfügung, die optimalen Entgratergebnisse erzielen und etwaige Gefahren vermeiden. Die pneumatische Entgratspindel RCV arbeitet rotierend und ist auf das Entgraten von Roh-, Fräs- und Drehteilen ausgelegt. Sie wird durch einen Lamellenmotor angetrieben und ist radial nachgiebig, wodurch die Roboterprogrammierung vereinfacht wird. Das CDB eignet sich etwa zum automatisierten Entgraten von Stanzteilen und Kunststoffspritzgussteilen. Das axial und radial nachgiebige Werkzeug kann mit Entgratklingen aus der manuellen Anwendung ausgerüstet werden, was Kosten spart und die Umstellung erleichtert. Mit einer per Druckluft einstellbaren Steifigkeit, der Sperrfunktion für die Y-Achse und der Nutzung verschiedener Werkzeuge wie Messer, Schaber und Senker empfiehlt sich die CDB als vielseitig einsetzbares Multitalent. Müssen Kanten an schwer zugänglichen Stellen wie schmalen Schlitzen, Ecken und Nuten gesäubert werden, bietet sich die pneumatische, radial nachgiebige Feile CRT an. Weil handelsübliche Feilenblätter eingesetzt werden können, ist die Umstellung von manuellen auf automatisierte Prozesse problemlos möglich. Alle genannten Werkzeuge lassen sich am Roboterarm oder festmontiert mit bewegtem Werkstück verwenden.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGSauber schleifen
Das Schleifen von Werkstücken wird häufig eingesetzt, wenn Oberflächen für nachgelagerte Veredelungen vorbereitet werden müssen. Soll etwa ein Werkstück lackiert oder galvanisiert werden, muss die Oberfläche einheitlich und fein strukturiert sein. Daher gilt es, etwaige Defekte, Schleifriefen oder Rauheiten aus vorhergehenden Arbeitsgängen zu beseitigen. Mit der Wahl der richtigen Werkzeuge und Schleifmittel lassen sich unterschiedliche Materialien wie Metall, Holz oder Kunststoff mit unterschiedlichem Materialabtrag und Oberflächengüte bearbeiten.
Von Hand ausgeführt, ist das Schleifen mit Verletzungs- und Gesundheitsrisiken für die Mitarbeiter verbunden. Der pneumatische Exzenterschleifer AOV mit axialem Ausgleich vermeidet diese Gefahren und erzielt ausgezeichnete Schleifergebnisse. Als Antrieb dient ein Lamellenmotor mit bidirektional (Einfahren/Ausfahren) ansteuerbarer Anpresskraft von 6,7 bis 67N. Durch den Ausgleich kann die Anpresskraft unabhängig von der Orientierung des Werkzeugs konstant gehalten werden. Der optionale Anschluss für die Absaugung des abgetragenen Materials verringert Verschmutzungen und die Störanfälligkeit deutlich. Das Werkzeug lässt sich mit bewährten, kletthaftenden Schleif- und Polierscheiben sowie wahlweise mit zwei verschiedenen Schleiftellerdurchmessern nutzen. Mit diesen Eigenschaften das Werkzeug auch zum Polieren eingesetzt werden.
Bild: Schunk GmbH & Co. KGGleichmäßig polieren
Das Polieren von Oberflächen ist meist der letzte Bearbeitungsschritt, um dem Werkstück ein perfektes Finish zu verleihen. Neben dem Werkzeug und dem Poliermittel ist vor allem eine gleichbleibende Anpresskraft entscheidend, um einheitliche Resultate zu erzielen. Mit ihrer einstellbaren und gleichmäßigen Anpresskraft stellen die Schunk-Polierlösungen optimale Ergebnisse sicher. Der pneumatische Ausgleich punktet dabei mit einer sofortigen Reaktion und macht ein Nachregeln des Roboters überflüssig. Neben der Polierspindel MFT mit axialem Ausgleich bietet Schunk das Modell MFT-R mit radialem Ausgleich an. Kardanisch gelagert, gleicht sie Toleranzen an der Werkstückkontur zuverlässig aus. Hochwertige Entgratergebnisse lassen sich durch die per Druckluft einstellbare Steifigkeit in jeder Einbaulage erzielen. Sollen Ausgleichs- bzw. Anpresskräfte in Kombination mit kundenseitig gewählten Antrieben eingestellt werden, empfiehlt sich die pneumatische Ausgleichseinheit PCFC. Die kompakte, axial nachgiebige Einheit hält die Anpresskraft konstant. Eine integrierte Gewichtskraft-Kompensation verstetigt die Anpresskräfte unabhängig von der Werkzeugorientierung, ein Vorteil, der sich besonders bei robotergeführten Applikationen bewährt. Ebenfalls integriert ist ein Wegmesssystem, das die Position der Ausgleichseinheit über ein analoges Signal rückmeldet und somit für die Überwachung und Steuerung der Prozesse eingesetzt werden kann. Die PCFC-Einheit lässt sich über verschiedene Anschraubmöglichkeiten mit unterschiedlichen Werkzeugen kombinieren und eignet sich daher für zahlreiche Anwendungszwecke.
Einfache Umsetzung
Mit den richtigen Werkzeugen steht der Umstellung auf einen automatisierten Prozess nichts mehr im Weg. Um sicherzugehen, dass das erwünschte Ergebnis mit der Roboteranwendung erzielt wird, kann im neuen Schunk CoLab die jeweilige Applikation validiert werden. Erfahrene Applikationsingenieure unterstützen bei der Erarbeitung der passenden Prozessparameter der Schleif- oder Polierlösung.
Schunk GmbH & Co. KG
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 3 (Mai) 2021 - 04.06.21.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
