Roboter als Werkzeugmaschine via CNC steuern In die Einzelteile zerlegt

Roboter als Werkzeugmaschine via CNC steuern

In die Einzelteile zerlegt

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In einer Roboterbearbeitungszelle von Wieland sorgt die Kuka.PLC Mxautoma-tion-Schnittstelle zur Siemens Sinumerik Steuerung für hohe Bedienfreundlichkeit beim automatisierten Zerlegen von Werkstücken.

Für Kunden aus der Automobilbranche, der Halbzeugindustrie und dem Maschinenbau entwickelt Wieland Anlagentechnik Maschinen und Einrichtungen für die mechanische Bearbeitung von Teilen aus Stahl-, Guss-, Aluminium- und Kupferwerkstoffen. Da man Potenziale für den Einsatz von Robotern als Bearbeitungsmaschine sieht, konstruierte man eine Anlage zum automatisierten Zerlegen von Werkstücken in geometrisch bestimmte Einzelteile.

„Wir haben es uns zum Ziel gesetzt, auf Basis der Kundenanforderungen maßgeschneiderte Maschinenkonzepte zu entwickeln – gerne auch kreative und unkonventionelle Lösungen. Mit der automatisierten Anlage wollen wir unseren Kunden ein effizientes Instrument in die Hand geben“, sagt Tobias Ziesel, verantwortlich für Vertrieb und Marketing bei der Wieland Anlagentechnik.
Einfache Bedienung im Fokus
Herzstück der Anlage ist die Schnittstelle Kuka.PLC Mxautomation zur Sinumerik 840D sl Steuerung. Denn eine einfache Bedienung der roboterbasierten Anlage war für den Anwender das entscheidende Kaufkriterium. Bedienung und eventuell auftretende Störfälle sollten mit geringen Roboterkenntnissen gemeistert werden. Und mit Run My Robot kann der Roboter über die Siemens Oberfläche Sinumerik Operate ganz einfach und im gewohnten Umfeld gesteuert werden. Auch Mitarbeitern, die vergleichsweise selten mit dem Roboter zu tun haben, können so auf der Siemens Nutzeroberfläche Sinumerik Operate oder mit dem Handheld Terminal HT8 alle anfallenden Aufgaben wie Bedienen, Teachen oder Diagnose einfach durchführen. Dadurch lassen sich die Stillstandzeiten des Roboters enorm verkürzen.
In der Zelle arbeitet ein KR Quantec-Roboter vom Typ KR 180 R2500 extra in Foundry-Ausführung. Aufgrund des Einsatzes des Kühlmittels herrscht eine sehr hohe Luftfeuchtigkeit innerhalb der Anlage. Die eigens entwickelte Foundry-Hand mit korrosionsbeständigen V2A-Werkstoffen ist staub- und wasserdicht. Der Roboter bewerkstelligt bei einer Reichweite von knapp 2,5 Metern eine Traglast von bis zu 180 kg.
„Der Roboter bietet die benötigten Freiheitsgrade für das Handling und die Positionierung der Werkstücke. Gleichzeitig erfüllt er die hohen Qualitätsanforderungen bei der Bearbeitung“, erklärt Tobias Ziesel, verantwortlich für Vertrieb und Marketing bei der Wieland Anlagentechnik die Entscheidung seines Unternehmens für das gewählte Modell.
Bei der Konstruktion der Anlage hat man darauf geachtet, dass der Roboter, der in der Mitte der Anlage positioniert ist, alle Arbeitsschritte ausführen kann. Im ersten Schritt entnimmt er das zu bearbeitende Werkstück aus dem Beladeplatz und legt es in die Ausricht- und Spannvorrichtung. Die Vorrichtung ist auf einem Führungsschlitten fluchtend zur Trennebene des Werkzeugs ausgerichtet. Mithilfe des Führungssystems wird die für die Bearbeitung notwendige Genauigkeit und Steifigkeit sichergestellt.
Im nächsten Schritt dockt der Roboter an die Schlitteneinheit, auf der sich das Werkstück befindet, an und führt die Vorschubbewegung zum Trennen aus. Dieser Bearbeitungsvorschub ist besonders anspruchsvoll, da das Werkstück mit exakter Geschwindigkeit und Position geführt werden muss. Anschließend fährt der KR 180 R2500 extra F in die Ausgangsposition zurück und führt, falls notwendig, weitere Trennschnitte gemäß einer vorgegebenen Parameterliste aus.
Werker vom Handling entlastet
Der Roboter führt aber nicht nur den Bearbeitungsvorschub, sondern auch sämtliche Einleg- und Positionierungsbewegungen aus. Bislang erledigten die Mitarbeiter die Arbeiten manuell. „Der Werker muss also die Werkstücke selbst nicht mehr handeln und kann sich stattdessen anderen Tätigkeiten widmen, außerdem kann die Reproduzierbarkeit gesteigert werden“, erklärt Ziesel.
Die automatisierte Lösung hat noch weitere Vorteile: Ohne Rüstaufwand lassen sich Losgrößen ab der Stückzahl eins realisieren. Daneben können Kosten gespart werden, da der Roboter Handhabungsgerät ist und gleichzeitig den Bewegungsvorschub in Personalunion leistet.
Wieland plant bereits weitere Roboterbearbeitungszellen, denn Ziesel ist sicher: „Das Thema Bearbeiten mit Robotern wird für uns weiter an Bedeutung gewinnen.“ Dazu sollen weitere Anlagen mit der Kuka-Siemens-Schnittstelle ausgerüstet werden. Auch Nachrüstungen sind denkbar. Der Vorteil auch hier: Flexibilität bei einfacher Bedienbarkeit. ↓
Kuka Roboter GmbH
„Das Thema Bearbeiten mit Robotern wird für uns weiter an Bedeutung gewinnen.“
Tobias Ziesel, Wieland Anlagentechnik

Steckbrief
  • In der Anlage arbeitet ein KR Quantec-Roboter vom Typ KR 180 R2500 extra in Foundry-Ausführung quasi als Bearbeitungsmaschine: Er zerlegt Werkstücken in geometrisch bestimmte Einzelteile.
  • Der Roboter führt nicht nur den Bearbeitungsvorschub, sondern auch sämtliche Einleg- und Positionierungsbewegungen aus. Der Werker muss die Werkstücke nicht mehr selbst handeln und kann sich anderen Tätigkeiten widmen.
  • Herzstück der Anlage ist die Schnittstelle PLC Mxautomation zur Sinumerik 840D sl Steuerung, denn eine einfache Bedienung der roboterbasierten Anlage war das entscheidende Kriterium.
  • Auch Mitarbeitern, die vergleichsweise selten mit dem Roboter zu tun haben, können Aufgaben wie Bedienen, Teachen oder Diagnose einfach durchführen. ↓
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