Roboterzelle profitiert von dreidimensionaler Energiekette mit Rückzugssystem Komplexe Bearbeitung mit abrasivem Staub

Roboterzelle profitiert von dreidimensionaler Energiekette mit Rückzugssystem

Komplexe Bearbeitung mit abrasivem Staub

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In einer Roboterzelle zur Bearbeitung komplexer Rohlinge von MBFZ Toolcraft sorgt eine dreidimensional bewegliche Triflex R-Kette von Igus mit Rückzugssystem für eine definierte Führung der Kette.

In den Produktionshallen der MBFZ Toolcraft im fränkischen Georgensgmünd fertigen mehr als 350 Mitarbeiter anspruchsvolle Bauteile für Automobilindustrie, Medizintechnik oder Luft- und Raumfahrt. Angefangen hat MBFZ Toolcraft 1989 mit klassischer zerspanender Metallbearbeitung, inzwischen befinden sich aber auch zehn Laserschmelzanlagen im Maschinenpark. 2015 hat man aus dem eigenen Engineering-Bereich heraus das Geschäftsfeld Robotik etabliert. Zum Beispiel nutzt Toolcraft die Robotik fürs Entgraten, Bohren, Polieren oder Vermessen.

Bestes Beispiel für die große Bandbreite an Anwendungen liefert eine Roboterzelle, die schon durch ihre schiere Größe auffällt: 6×3 m. Aufgabe des Roboters ist es, Werkzeuge für die Elektronikproduktion zu fräsen – und das gründlich und genau. Thomas Wieland, Bereichsleiter Engineering und Robotik: „Rund 90 Prozent des Materials werden vom Ausgangsblock bis zum Endprodukt zerspant. Das Werkzeug muss dabei extrem maßhaltig sein, und die Zielmaße sollen möglichst ohne Nachbearbeitung erreicht werden.“ Außerdem geht es um ein Bauteil mit sehr komplexen Konturen und vielen Hinterschnitten – daher kommt hier Robotik zum Einsatz.

Kette ist 3D-beweglich und torsionsfähig

Eine weitere Komplikation ergibt sich aus dem Werkstoff: Da der Rohling in diesem Stadium noch sehr empfindlich ist, muss der Roboter behutsam zu Werke gehen. Dazu gehört auch, dass die Energiezuführung nicht das Werkzeug berühren darf. Die Kette darf also nur definierte Bewegungen machen. Deshalb sind die Leitungen in einer Energiekette vom Typ Triflex R untergebracht, die als Roboterkette exakt für solche Anwendungen entwickelt wurde. Sie ist mehrdimensional beweglich, torsionsfähig und erreicht auch bei hoher Dynamik eine sehr lange Lebensdauer. Wichtig für die Anwendung bei Toolcraft ist auch der definierte Anschlag für optimalen Leitungsschutz.

Da das abgetragene Material als feinster Staub vorliegt, der zwar gesundheitlich unbedenklich, aber sehr abrasiv ist, muss die Kette geschlossen und so konstruiert sein, dass kein oder nur sehr wenig Staub ins Innere eindringen kann, um die Leitungen zu schützen. Diese Anforderung gilt übrigens auch für den Roboter selbst. Sein Innenleben wird mit Sperrluft beaufschlagt, um das Eindringen von Staub zu verhindern. Eine kontinuierliche Absaugung sorgt für die geordnete Abführung der Staubmengen aus der Zelle. Trotz dieser Maßnahmen verbleiben immer noch Staubanteile in der Zelle, die schnell für eine einheitliche mattschwarze Färbung des Arbeitsraums sorgen.

Rückzugssystem führt Energiekette parallel

Toolcraft verwendet die Triflex R in Kombination mit dem Rückzugssystem RS. In die Kette sind Federstäbe aus Fiberglas integriert. Sie erzeugen eine gerichtete Vorspannung und schaffen die Voraussetzung für eine Führung der Kette parallel zum Roboterarm. Damit wird eine definierte, immer reproduzierbare Ketten- und Leitungsbewegung erreicht. Ebenfalls kann so sichergestellt werden, dass die Leitungsführung auch bei komplexen Bewegungsanläufen nicht mit dem Werkstück in Kontakt kommt. Das Rückzugssystem hat Toolcraft noch um ein Gehäuse ergänzt, das zusätzlichen Schutz vor Abrieb gewährleistet.

Bei der Roboterzelle handelt es sich um einen Prototypen, dessen Funktion nun gemeinsam mit dem Kunden bewertet wird. Thomas Wieland: „Das neue Konzept bietet klare Vorteile, aber auch Herausforderungen.“ Zu den Vorteilen gehört die allseitige Bearbeitung bei sehr komplexen Bewegungsabläufen. „Dank Rundtisch und Wendevorrichtung können wir sechs Seiten bearbeiten und zum Beispiel auch Hinterschnitte realisieren.“

Da der Roboter im Vergleich zur bisherigen Bearbeitungsmethode weniger Führungen benötigt, unterliegt er weniger stark dem Verschleiß durch abrasiven Staub. Wenn sich das erste System bewährt, hat der Anwender eine Fertigung in kleinen Serien in Aussicht gestellt. Auch in diesen Zellen werden dann wieder die dreidimensional beweglichen Triflex R-Roboterketten mit dem RS-Rückzugssystem zum Einsatz kommen.

Igus GmbH

www.igus.de;

automatica Halle A4, Stand 103

MBFZ toolcraft GmbH

www.toolcraft.de;

automatica Halle B5, Stand 518



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