Kompakte Roboterzelle sorgt für Sicherheit
Manuelles Entgraten war gestern
Das Entgraten ist in der industriellen Fertigung ein notwendiger, aber oft kostenintensiver und qualitätskritischer Nebenprozess. Manuelles Entgraten birgt Herausforderungen wie hohen Zeitaufwand, inkonsistente Ergebnisse, Gesundheitsrisiken für Mitarbeiter und zunehmenden Fachkräftemangel. Vor diesem Hintergrund entwickelte Heitec in Kooperation mit Schunk eine vollautomatische Roboterzelle, die den Entgratprozess effizienter, präziser und sicherer gestalten soll.
Bild: Heitec AGBei der Entwicklung der Zelle standen mehrere Kriterien im Fokus: Kompaktheit, Modularität und Bedienerfreundlichkeit sowohl hinsichtlich der Ansteuerung der Robotik als auch der Handhabung der Entgratzelle im Betrieb. Dahinter standen einige praktische Überlegungen, angefangen bei geringem Platzbedarf am Bestimmungsort und damit einem breiten Anwendungsbereich, bis hin zu logistischen Erwägungen wie einer einfachen Auslieferung mit gängigen Transportmitteln. Falls doch einmal notwendig, kann die Anlage bei Bedarf in zwei Module geteilt und vor Ort erneut zusammengebaut werden.
Ein Hauptaugenmerk lag von Anfang an auf der Modularität der Zelle, ihrer möglichst vielseitigen Operabilität und diversen Optionen für vor- und nachgelagerte Prozesse. Mit den Abmessungen 1,9x2,6x2,5m, standardisierter Spannung, Taktung und Druckluft sowie einer maximal handhabbaren Palettengröße von 800x600mm bietet sie einen nutzbaren Bauraum von 500x600x500mm. Damit kann sie alle herkömmlichen Werkstückgrößen und ein maximales Gewicht von 150kg pro Drehrüstplatzseite aufnehmen und erfüllt somit alle gängigen Anforderungen. Falls erforderlich, sind Sondervarianten jederzeit ohne großen Zeitversatz realisierbar, aufbauend auf dem vorhandenen Modell und Knowhow.
Bild: Heitec AGAnpassbarer Rüstplatz
Die Zelle ist mit einer Schallschutz-Einhausung versehen, um möglichst geräuscharm zu arbeiten. Vorne ist sie durch eine Flügeltür zu öffnen. Der Bediener spannt die Bauteile außen auf und entnimmt sie nach der Bearbeitung dort wieder, innen bearbeitet ein sechsachsiger, auf einem Sockel angebrachter Roboter das jeweilige Werkstück. Der integrierte Drehrüstplatz ermöglicht zudem hauptzeitparalleles Beladen - entweder manuell oder in Kombination mit einem zusätzlichen Roboter. Der Rüstplatz auf einer flexiblen Adapterplatte ist wunschgemäß anpassbar. Hier können Bauteile je nach eingesetztem Werkzeug flexibel bearbeitet werden. Insgesamt können bis zu acht Spindeln gelagert und gewechselt werden, wobei die mögliche Auswahl von Spindeln von pneumatischen bis elektrischen Spindeln, verschiedenen Größen und Leistungskategorien, Polierspindeln bis Exzenterschleifer reicht. Der Roboter holt sich die Spindeln von der Entnahmestelle der automatischen Wechselsysteme ab und finalisiert das Werkstück selbständig. Da beim Entgraten beträchtliche Mengen Abrieb und Staub entstehen können, fangen zwei Schmutzladen, die nach vorne ausgezogen werden können, diese Metallpartikel auf. Zusätzlich ist an der Unterseite der Zelle ein Anschluss für eine Absaugvorrichtung eingebaut, der bei Bedarf aktiviert werden kann.
Ein weiteres wichtiges Kriterium der Konzeption war einfaches, ergonomisches Handling für den Benutzer: Zum einen gilt dies für den sicheren Umgang mit der Anlage im laufenden Betrieb - rechtsseitig an der Zelle ist das Bedienfeld, vorne ein Notaus- bzw. Start/Stop-Schalter angebracht. Zum anderen ging es darum, die Programmierung der Anlage möglichst einfach zu gestalten. Aus der Erfahrung heraus betreffen häufige Bedenken der Anwender die Steuerung der Prozesse, etwa wie neue Werkstücke integriert werden können und wie diese dann vom Roboter bearbeitet werden sollen. Diesen Aspekten wurde mit einer intuitiven Prozesssteuerung Rechnung getragen.
Bild: Heitec AGSimulation ist das Zauberwort
Die gesamte Entgratzelle wird in einer CAD/CAM-Software virtuell abgebildet. Sämtliche Bestandteile der Zelle wie der Roboter, die Achsen, Werkstücke, Spannmittel und Spindeln werden vorab gescannt, abgespeichert und können so für den jeweiligen Prozess aufgerufen und visualisiert werden. Ein großer Vorteil dieses Konzepts besteht darin, den Entgratprozess in 3D komplett wirklichkeitsgetreu zu simulieren. So sind beispielsweise Machbarkeits- und Kollisionsprüfungen sowie Zeitaufwandsanalysen möglich, so dass der reale Vorgang in Folge völlig risikolos durchgeführt werden kann. Aus dem Programm wird die Roboterinstruktion erstellt und kann über verschiedene Kommunikationswege wie über ein vorhandenes Netzwerk oder einen USB-Stick an die Zelle geschickt werden. Mitarbeiter können im Programm bis ins kleinste Detail definieren, wie Werkstücke behandelt werden sollen. Häufig genutzte Programme können - je nach vorhandenem Kundensystem - in einer Datenbank hinterlegt und immer wieder abgerufen werden. Das Handling ist intuitiv ausgelegt, so dass keine aufwändigen Schulungen notwendig sind und (neue) Mitarbeiter sich sehr schnell mit der Anlage vertraut machen können.
Jederzeit ausbaufähig
Anwender haben die Möglichkeit, den Automatisierungsgrad zu erhöhen, indem sie die Entgratmaschine mit der Depalettierungsmaschine RC 150 kombinieren. Diese dient generell als Be- und Entlademodul für Bearbeitungszentren, kann daher z.B. mit Fräs- und Drehmaschinen, aber auch mit der Entgratzelle verbunden werden. Lidar-Sensoren scannen den Abstellbereich. Paletten werden einfach dort abgestellt, ohne extra justiert werden zu müssen.
Auch bei diesem System wurde auf einfache Bedienbarkeit geachtet. Bauteile auf der Palette müssen lediglich einmal gescannt werden und werden dann automatisch im System abgespeichert - dies ist auch multipel, d.h. bei verschiedenen Bauteilen auf der Palette in einem Vorgang möglich. Die Sensoren suchen das jeweilige Template und ordnen es zu. Im Programm wird zudem hinterlegt, wie dieses Bauteil zu greifen ist. Wird das gesuchte Bauteil nicht aufgefunden, wird aufgrund der einprogrammierten Erkennung im Zwischenlager nachgesehen. Um eine verlässliche Identifikation auch bei diffusen Lichtverhältnissen oder sehr verschieden beschaffenen bzw. reflektierenden oder verschmutzten Bauteilen zu ermöglichen, hat der Hersteller zwei Scanner eingebaut, welche die Bauteile unabhängig von den äußeren Bedingungen präzise erfassen. Prozesssicherheit ist so in jedem Fall gewährleistet. Auch umfangreiche Sicherheits-Features sind integriert. Der Modularität sind hier ebenfalls kaum Grenzen gesetzt, so dass die Anlage z.B. auch kombinierbar mit fahrerlosen Transportsystemen ist.
Services und Schulungen
Rund um die Entgratzelle bietet Heitec verschiedene Services an - von der kostenfreien Erstberatung und unverbindlichen Begutachtung exemplarischer Werkstücke, über entsprechende Tests und Machbarkeitsanalysen, bis hin zu individuellen Schulungen und Produktionsunterstützung. Auf Grundlage der individuellen digitalen Machbarkeitsanalysen erhalten die Anwender Automatisierungslösungen, die zu ihren Werkstücken und Anforderungen passen.
Das Entgraten ist in der industriellen Fertigung ein notwendiger, aber oft kostenintensiver und qualitätskritischer Nebenprozess. Manuelles Entgraten birgt Herausforderungen wie hohen Zeitaufwand, inkonsistente Ergebnisse, Gesundheitsrisiken für Mitarbeiter und zunehmenden Fachkräftemangel. Vor diesem Hintergrund entwickelte Heitec in Kooperation mit Schunk eine vollautomatische Roboterzelle, die den Entgratprozess effizienter, präziser und sicherer gestalten soll.
Bild: Heitec AGBei der Entwicklung der Zelle standen mehrere Kriterien im Fokus: Kompaktheit, Modularität und Bedienerfreundlichkeit sowohl hinsichtlich der Ansteuerung der Robotik als auch der Handhabung der Entgratzelle im Betrieb. Dahinter standen einige praktische Überlegungen, angefangen bei geringem Platzbedarf am Bestimmungsort und damit einem breiten Anwendungsbereich, bis hin zu logistischen Erwägungen wie einer einfachen Auslieferung mit gängigen Transportmitteln. Falls doch einmal notwendig, kann die Anlage bei Bedarf in zwei Module geteilt und vor Ort erneut zusammengebaut werden.
Ein Hauptaugenmerk lag von Anfang an auf der Modularität der Zelle, ihrer möglichst vielseitigen Operabilität und diversen Optionen für vor- und nachgelagerte Prozesse. Mit den Abmessungen 1,9x2,6x2,5m, standardisierter Spannung, Taktung und Druckluft sowie einer maximal handhabbaren Palettengröße von 800x600mm bietet sie einen nutzbaren Bauraum von 500x600x500mm. Damit kann sie alle herkömmlichen Werkstückgrößen und ein maximales Gewicht von 150kg pro Drehrüstplatzseite aufnehmen und erfüllt somit alle gängigen Anforderungen. Falls erforderlich, sind Sondervarianten jederzeit ohne großen Zeitversatz realisierbar, aufbauend auf dem vorhandenen Modell und Knowhow.
HEITEC AG
Dieser Artikel erschien in ROBOTIK UND PRODUKTION 2 (April) 2025 - 22.04.25.Für weitere Artikel besuchen Sie www.robotik-produktion.de
