Industrieroboter fräst menschliche Ersatzteile

Automatisierte 3D-Fräsanlage: Kunststoffteile für die moderne Medizintechnik

Industrieroboter fräst menschliche Ersatzteile

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Ein Denso-Industrieroboter stellt in einer automatisierten 3D-Fräsanlage von Klement Engineering individuelle Kunststoffteile für die Medizintechnik her.
In der modernen Medizintechnik sind komplexe, mitunter filigrane Kunststoffteile in meist sehr kleinen Stückzahlen erforderlich. Die Teile, die im menschlichen Körper eingesetzt werden, sind in ihrer Grundform identisch, müssen aber für jeden Patienten individuell ausgeformt werden. Dafür hat der Sondermaschinenbauer Klement Engineering eine automatisierte Roboter-Lösung entwickelt.
Eine zentrale Rolle in der Fräsanlage übernimmt ein VS-060, der die Kunststoffteile passgenau fräst – schnell und zuverlässig sowie in geforderten, individuellen Ausformungen. Die Anlage läuft vollautomatisch, nur die Bestückung mit dem Grundmaterial erfolgt noch manuell. Die Anlage fräst diese Teile in geringen Stückzahlen von 1 bis 12 Stück.
Der Roboter benötigt für ein Teil im Schnitt 35 Sekunden – in der manuellen Fertigung dauert dies bis zu 45 Sekunden; diese Zeiteinsparung summiert sich bei einer herkömmlichen Tagesleistung von 100 Teilen. „Die vom Roboter ausgeführten 3D-Splines sind stets identisch – dies gelingt bei einer manuellen Herstellung nicht. Dadurch kann der Kunde, sofern erforderlich, mehrere Produkte in den exakt selben Abmessungen und stets gleichbleibender Qualität erhalten“, erläutert Peter Klement.
„Wir haben uns für einen Denso-Roboter entschieden, weil sich dieser leicht mit der CAM-Software verknüpfen lässt“, erklärt Klement. „Der Roboter kann außerdem präzise kalibriert und sehr einfach programmiert werden.“ Der VS-060 war die natürliche Wahl: Denn um 3D-Fräsarbeiten ausführen zu können, wird ein Sechsachs-Roboter benötigt, um alle Fräspositionen erreichen zu können. „Weil der Roboter alle Positionen beim Fräsen selbst erreichen kann, muss das Werkstück nicht gedreht werden. Daher kann ohne Unterbrechung gefräst werden“, sagt Klement.
Steuerung via PC
Das Gesamtsystem besteht neben dem VS-060 Roboter aus einer am Roboterarm angebrachten Fräse plus einer zusätzlich montierbaren Saugbürste, mit der der Roboter die angefallenen Späne absaugt. Der Roboter ist in der kompakten Anlage an einer Wand befestigt; alle Anschlüsse führen direkt aus dem Roboterfuß in den unten stehenden Schaltschrank.
Die Steuerung der Anlage erfolgt über die zwei PCs: Ein stationärer PC an der Anlage plus ein weiterer PC beim Kunden. Dieser verfügt über ein CAM-Programm, das die Daten eines 3D-Rohmodells als Vorlage für die zu erstellenden Kunststoffteile generiert.
Auf der Grundlage dieses Rohmodells, dessen Daten an den PC in der Anlage übermittelt werden, fräst der Roboter die jeweiligen Kunststoffteile nach. Die Daten des im CAM-Programm erstellten Modells werden an den Touch-screen-PC der Anlage weitergegeben. Der Nutzer legt die zu bearbeitenden Produkte ein, wählt das entsprechende Fräsprogramm und startet das System. Ferner legt er die Stückzahl fest. Das Programm wird dann an die Robotersteuerung übergeben – jetzt übernimmt der RC8 Controller.
Die aus der CAM-Software erstellten Wegbefehle werden so direkt an den Roboter übertragen; der Roboter fräst dann analog zum Modell die 3D-Splines entlang der vorgegebenen Linien, d. h. die Fräse wird durch den Roboter entlang der 3D-Linien geführt und trennt so das Bauteil aus dem Grundmaterial ab. Dabei erfolgt die Kommunikation über die Programmierschnittstelle ORiN (Open Resource interface for the Network). ↓
Denso Robotics
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