Roboter bearbeitet Composite-Werkstoffe für elektrische Isolatoren

Flexibler Fräsen mit Stäubli-Roboter

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Ein belgischer Hersteller von Isolatoren setzt beim Bearbeiten von Composite-Bauteilen Stäubli-Fräsroboter anstelle von Werkzeugmaschinen ein. Das steigert die Kapazität ebenso wie die Flexibilität.

Die S.A. Isolants Victor Hallet in Brüssel fertigt kundenspezifische Bauelemente für die elektrische Isolation – überwiegend aus Composite-Werkstoffen auf Epoxid- oder Polyesterharzbasis. Dabei kamen bisher die klassischen Verfahren der spanenden Fertigung zur Anwendung. Vertriebsleiter Vincent Hallet: „Wir verwenden zumeist Plattenmaterial, das wir mit Dreiachs- und Fünfachs-CNC-Fräsmaschinen bearbeiten.“ Die Stückzahlen der Bauteile – von eins bis zu mehreren Zehntausend pro Jahr – sind dabei ebenso unterschiedlich wie die Komplexität.

In den vergangenen zwei Jahren hat das Unternehmen kräftig investiert. „Wir haben eine neue Halle für die Produktion gebaut und parallel überlegt, mit welcher Technologie wir unseren Maschinenpark sinnvoll ergänzen“, so Hallet. Dabei wurden verschiedene Verfahren evaluiert. „Letztlich sind wir zu dem Schluss gekommen, dass ein Fräsroboter das Optimum an Flexibilität und zugleich den größten Zugewinn an Kapazität bietet.“

Roboter bedient sechs Stationen

Nach Erstellung eines Lastenheftes sprach Hallet mit diversen Roboteranbietern, darunter auch mit der Stäubli Benelux, die wiederum die VDS als Partner ins Projekt einbrachte. VDS kann auf 25 Jahre Erfahrung in der automatisierten Fräsbearbeitung zurückblicken. Für Hallet projektierte VDS eine Bearbeitungsanlage, bei der ein zentral angeordneter Sechsachsroboter vom Typ TX200 sechs Stationen bedient. An drei Stationen werden die Bauteile per Vakuum fixiert, an den anderen dreien mit mechanischen Spannvorrichtungen. Ein automatisches Werkzeugwechselsystem mit 20 Werkzeugen leistet dabei gute Dienste. Vincent Hallet: „Pro Bauteil kommen bis zu zehn verschiedene Werkzeuge zum Einsatz.“

Ein großer Vorteil dieses Anlagenkonzeptes: Während der Roboter fräst, kann an den fünf anderen Stationen gerüstet werden. Und bei mannlosen Schichten kann der TX200 nacheinander mehrere Bauteile bearbeiten. Dabei wird eine sehr hohe Genauigkeit erreicht. VDS-Geschäftsführer Lander Debruyne: „Während der Bearbeitung erhält die Robotersteuerung alle zwei Millisekunden neue Daten.“ Außerdem hat der Roboter ein Renishaw-Messtastersystem integriert. In Sachen Steuerungstechnik kooperiert VDS seit Jahren mit B&R. Als Fräsprogramm verwendet VDS die CAM-Software SprutCAM. Lander Debruyne: „SprutCAM bietet vielseitige automatisierte Bearbeitungsmöglichkeiten und unterstützt uns auch bei der Planung und Konstruktion von robotergestützten Fräsanlagen, z. B. durch Simulation und Kollisionsbetrachtung. Auch bei der Gestaltung der Schutzeinrichtungen lässt sich SprutCAM gut nutzen.“

Die Schnittstelle zwischen Roboter- und Anlagensteuerung wird über die von Stäubli entwickelte Echtzeit-Schnittstelle uniVAL drive realisiert. Über dieses offene Interface können die Stäubli-Kinematiken über externe Steuerungen betrieben werden. Als Master wird dabei der Motion Controller der Anlage genutzt. Für Vincent Hallet war die einfache Bedienung der Anlage eine zentrale Anforderung: „Wir sind keine Roboter-Experten.“ Diese Anforderung erfüllt die von VDS entwickelte Anlage im vollen Umfang. „Die Anlage lässt sich sehr einfach bedienen.“ Und sollte ein Problem auftreten, kann der VDS-Service per Datenfernübertragung Einblick in die Steuerung nehmen.

Schon das erste Bauteil zeigte, dass Hallet mit dem Fräsroboter sehr komplexe Komponenten in einer Aufspannung und mit hoher Präzision fertigen kann. „Vor wenigen Jahren haben wir die Fertigung in China verstärkt. Dank dieser Fertigungstechnologie holen wir Teile der Produktion jetzt wieder zurück nach Belgien“, so Hallet.

Kurze Zeit nach der Inbetriebnahme des Fräsroboters hat Hallet eine neue Absauganlage installieren lassen, die mit der Robotersteuerung verbunden ist: Sie saugt jeweils nur an dem Tisch ab, an dem ein Bauteil bearbeitet wird. Als nächsten Schritt plant man, den Roboter für eine mannlose Nachtschicht einzusetzen. Er wird dann nicht nur die Bearbeitungsvorgänge erledigen, sondern auch die Bauteile greifen.

Stäubli Tec-Systems GmbH Robotics

www.staubli.com/de/robotics; Hannover Messe Halle 17, C13


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