Handhabung der Plasmaerzeuger automatisiert Roboter beschleunigt Plasma-Anwendungen

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Handhabung der Plasmaerzeuger automatisiert

Roboter beschleunigt Plasma-Anwendungen

Alle Achsen des Roboters sind in Schutzart IP65 ausgeführt, die Handgelenke sogar in IP67. Bild: Kawasaki
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Damit die Anwendung von Plasmatechnologien nicht zum Flaschenhals in der Prozesskette wird, setzt Relyon Roboter von Kawasaki zur Handhabung der Plasmaerzeuger ein.

Mit Plasmatechnologie kann man Metalle schneiden und verschweißen oder Oberflächen aus Kunststoff, Metall, Glas, Keramik, Verbundwerkstoffen und sogar textilen Geweben reinigen, desinfizieren, aktivieren und beschichten. Die Entwicklung entsprechender Plasmalösungen sind das täglich Brot der Relyon Plasma in Regensburg. Die Kunden kommen aus der Automotive-Industrie, der Medizintechnik, dem Maschinen- und Anlagenbau, aus Elektronik, Pharma, Lebensmittel, Verpackung, Kunststoff, Textil sowie der Metallverarbeitung.

Geschätfsführer Dr. Stefan Nettesheim nennt ein Beispiel: „In die Verpackungsanlagen eines unserer Kunden sind 24 Plasmakanäle integriert. Das bedeutet auf den ersten Blick zwar höhere Investitionskosten, aber die Plasmaprozesse beschleunigen den gesamten Verpackungsprozess derart, dass die Produktionskosten im Endeffekt sehr niedrig sind.“
Plasma darf kein Flaschenhals sein
Aber: Die Anlagen, in denen solche Plasmasysteme verbaut sind, sind meist auf Durchsatz getrimmt und hochgradig automatisiert. Die Betreiber erwarten daher zu recht, dass Plasmaanwendungen nicht zum Flaschenhals werden. Sie sollen reibungslos funktionieren, und zwar taktsynchron mit den anderen Prozessen. Also mussten die Entwickler bei Relyon die Handhabung der Plasmaerzeuger automatisieren.
Nach ausgiebiger Analyse fiel die Wahl auf eine Roboterlösung – eingebettet in eine Zelle. „Da beim Arbeiten mit Plasma applikationsbedingt Feinststäube anfallen, suchten wir einen Roboter, der auch unter diesen Bedingungen absolut zuverlässig arbeitet, der hoch dynamisch ist und eine hohe Wiederholgenauigkeit besitzt – und das alles zu einem angemessenen Preis“, benennt Nettesheim die Anforderungen. „Und wir brauchten einen Systemintegrator, denn wir sind keine Automatisierer, sondern Entwickler von Plasmatechnologien.“
Fündig wurde man bei Kawasaki in Neuss. Kennengelernt hatten sich die Verantwortlichen auf einer Fachmesse, wo „wir von der Fachkompetenz der Vertriebsingenieure sehr beeindruckt waren“, sagt der zweite Relyon-Geschäftsführer Klaus Forster. Nach eingehender Beratung durch den Vertriebsleiter Carsten Stumpf entschied man sich für den sechsachsigen RS005L. Dieser trägt fünf Kilo Nutzlast, hat eine Wiederholgenauigkeit von ± 0,03 Millimeter und eine Reichweite von über 900 Millimeter.
Montiert werden kann der Roboter als Standgerät auf einem Arbeitstisch oder hängend an der Wand beziehungsweise an der Decke einer Roboterzelle, so dass der darunter liegende Arbeitsraum frei bleibt. Alle Achsen des Roboters sind in Schutzart IP65 ausgeführt, die Handgelenkachse sogar in IP67.
Der RS005L erfüllt nach den Worten von Forster alle unsere Anforderungen optimal: „An der Dynamik des Roboters gibt es überhaupt nichts auszusetzen, wobei wir ihn in dem einen oder anderen Test schon ziemlich hart gefahren haben. Er kann aufgrund seiner Achsgeometrie die Düse unseres Plasmaerzeugers auf jedem Punkt des mit Plasma zu behandelnden Werkstücks präzise positionieren und so selbst komplizierte dreidimensionale Konturen abfahren.“
Programmier-Knowhow aufgebaut
Kommunikationstechnisch setzt man bei Relyon auf den CAN-Bus, stellt aber die Kompatibilität mit anderen Feldbus-Protokollen wie Profibus, Profinet oder Devicenet sicher. Für die Programmierung des Roboters musste man zwar die Hilfe von Kawasaki in Anspruch nehmen. Doch inzwischen haben einige Anwendungstechniker Schulungen zur Roboter-Inbetriebnahme, -Programmierung und -Bedienung in Neuss absolviert. So sind die Regensburger unabhängiger, beispielsweise wenn kundenspezifische Tests gefahren werden müssen – und diese mehren sich.
Bei Relyon Plasma wird eine solche Roboterzelle zur Bemusterung von Plasmaprozessen genutzt, etwa für die Reinigung von Motoren oder von Dichtgeometrien bei Scheinwerfern. Aber dabei geht es vornehmlich um den Nachweis, dass der jeweilige Prozess so sicher und stabil verläuft, wie es sich der Anwender wünscht. Welchen Roboter er letztendlich einsetzen möchte, darauf haben die Verantwortlichen bei Relyon keinen Einfluss. Aber sie können Empfehlungen aus eigener Erfahrung aussprechen.
Und ganz offensichtlich vermag die Roboterlösung zu überzeugen: Zwei solcher Zellen sind Mitte 2015 als integraler Teil zweier Fertigungsanlagen an Automobil-OEMs nach Brasilien und China verkauft worden. Einen neuen, zukunftsträchtigen Wachstumsmarkt haben Nettesheim und Forster auch schon ausgemacht: die Schuhindustrie, konkret die Hersteller von Sport- und Freizeitschuhen. ↓
Kawasaki Robotics GmbH
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