Startseite » Branchenlösungen » Metall & Blech »

Roboterzellen: Messen und Prüfen eingebaut

Große Vielfalt an Messverfahren integrierbar
Roboterzellen: Messen und Prüfen eingebaut

Wie Roboterzellen neben dem reinen Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen auch das Messen und Prüfen übernehmen, zeigt ein Blick in die Praxis von FMB.

„Die Luft- und Raumfahrt, die Medizintechnik und auch die Automobilindustrie erwarten von Zulieferunternehmen, dass die produzierten Bauteile zu 100 Prozent auf Qualität geprüft werden. Jedes Werkstück ist nach dem Bearbeiten zu messen und zu prüfen. Eine lückenlose Dokumentation soll die Rückverfolgbarkeit gewährleisten“, berichtet Helmut Wichtlhuber, einer von drei Geschäftsführern in Faulbach.

Diese lückenlose Qualitätssicherung lässt sich bestens in automatisierte Roboterzellen integrieren, die mit dem reinen Be- und Entladen meist ohnehin unterfordert sind. „Roboter eignen sich optimal, um die Werkstücke nach dem Entnehmen aus der Bearbeitungsmaschine hauptzeitparallel in Messstationen einzuschleusen und damit die Qualitätssicherung vollständig zu automatisieren“, bestätigt Stephen Ackermann, der Leiter des Produktbereichs Handlingsysteme.
FMB hat mit seinem universellen Mess- und Prüfmodul Uniprove bereits zahlreiche Mess- und Prüfaufgaben in seine Roboterzellen Unirobot integriert. Abgestimmt auf kundenspezifische Forderungen setzen die Spezialisten taktile, optische, elektrische, elektromagnetische und pneumatische Verfahren ein. So lassen sich neben Werkstückgeometrien – Längen, Durchmessern, Rundheit und Zylindrizität – auch Gewinde und Schichtdicken erfassen.
Messung steuert Bearbeitung nach
Dabei lassen sich diese Messungen auch zur Adaptive Control nutzen. Über eine direkte Datenverbindung erhält die CNC-Steuerung der Bearbeitungsmaschine geeignete Korrekturdaten, um einzelne Bearbeitungsschritte nachzusteuern. So können über lange Zeiträume unbeaufsichtigt Werkstücke innerhalb der geforderten Toleranzen bearbeitet werden. Zudem lässt sich Werkzeugverschleiß erkennen.
Ein Beispiel dafür ist die integrierte Messtechnik beim Fertigbearbeiten von Stempeln. Dabei misst ein optischer 3D-Sensor die Länge der zu bearbeitenden Stempel. Dessen Messdaten werden über eine Schnittstelle direkt zur CNC-Steuerung der Drehmaschine übermittelt. Diese verwendet sie zur Korrektur des NC-Programms, um die Stempel genau auf das geforderte Längenmaß zu überdrehen. Nach dem Fertigdrehen legt der Roboter die Stempel erneut in die Messstation. Dort wird das Fertigmaß erfasst und dokumentiert.
Module bieten eine hohe Flexibilität
Ähnliche Vorteile ergeben sich mit der Integration einer taktilen Messstation in die Roboterzelle. Darin erfassen mehrere Messtaster die Abmessungen an kubischen Bauteilen, die zuvor ein 5-Achs-Bearbeitungszentrum gefertigt hat. Der Roboter entnimmt die Werkstücke aus dem Arbeitsraum der Maschine, entfernt Späne und Kühlschmiermittel und legt die Bauteile in die Messstation auf eine Kulisse oder in eine Spannvorrichtung. Diese Vorrichtungen können so flexibel ausgeführt werden, dass sie ein breites Spektrum an Teilen mit ähnlichen Konturen aufnehmen.
„Ein herausragendes Merkmal unserer Mess- und Prüfmodule Uniprove ist ihre hohe Flexibilität“, sagt Ackermann. Das betrifft einerseits die Ausführung der Werkstückaufnahmen und der Messtechnologie. Basierend auf Standardkomponenten verwirklicht man individuell abgestimmte Messverfahren und Werkstückaufnahmen, die optimal zu den Werkstücken und zu den zu überwachenden Merkmalen passen.
Dass sich selbst schwierige Messungen innerhalb einer Roboterzelle automatisieren lassen, zeigt eine weitere Station, die zum Prüfen kleiner Bohrungen in zylindrischen Ventilgehäusen ausgelegt ist. Kleinste Abweichungen im Bereich +/- 5 µm im Durchmesser sind exakt und zuverlässig zu erkennen. Dafür haben die Automatisierungsspezialisten ein pneumatisches Verfahren mit 0,1 µm Auflösung gewählt, das sich für den Einsatz in rauer Umgebung eignet.
Eine Messdüse, durch die Luft unter Überdruck strömt, taucht in die Bohrungen ein. Anhand der Änderungen in Druck und Volumenstrom erkennt das Messgerät, ob die Bohrungen innerhalb der vorgesehenen Durchmessertoleranzen gefertigt wurden. Der Roboter legt die zu prüfenden Ventilgehäuse in das vertikale Dreibackenfutter, damit diese exakt zentrisch gespannt werden. Sämtliche Bewegungsabläufe zum Prüfen der Bauteile führt die Messeinrichtung selbst aus. Somit ist das Prüfergebnis unabhängig von der Präzision des Roboters.
Um die Zuverlässigkeit der Prüfung zu gewährleisten, wird das Messsystem in Intervallen kalibriert. Dazu nutzt der Roboter zwei sogenannte Masterteile. Im einen davon befindet sich eine Bohrung mit Durchmesser auf der unteren, im anderen eine mit Durchmesser auf der oberen Toleranzgrenze. Anhand der Kalibrierdaten kann die Auswertesoftware zuverlässig erkennen und beurteilen, ob die Bohrungen den Forderungen entsprechen. ↓
FMB Maschinenbaugesellschaft mbH & Co. KG
www.fmb-machinery.de; AMB Halle 5, Stand 5D72
„Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Automobilindustrie erwarten von Zulieferern, dass die produzierten Bauteile zu 100 Prozent auf Qualität geprüft werden.“
Helmut Wichtlhuber, FMB
Aktuelle Ausgabe
Medienpartnerschaft RBTX.com

Informationen und konkrete Lösungen für die Low-Cost-Automation finden auf dem Lean-Robotix-Marktplatz RBTX.com.

Newsletter

Jetzt unseren Newsletter abonnieren

Kalender

Aktuelle Termine für die Automatisierungsbranche

Whitepaper

Whitepaper aller unserer Industrieseiten

Alle Webinare & Webcasts

Webinare aller unserer Industrieseiten


Industrie.de Infoservice
Vielen Dank für Ihre Bestellung!
Sie erhalten in Kürze eine Bestätigung per E-Mail.
Von Ihnen ausgesucht:
Weitere Informationen gewünscht?
Einfach neue Dokumente auswählen
und zuletzt Adresse eingeben.
Wie funktioniert der Industrie.de Infoservice?
Zur Hilfeseite »
Ihre Adresse:














Die Konradin Verlag Robert Kohlhammer GmbH erhebt, verarbeitet und nutzt die Daten, die der Nutzer bei der Registrierung zum Industrie.de Infoservice freiwillig zur Verfügung stellt, zum Zwecke der Erfüllung dieses Nutzungsverhältnisses. Der Nutzer erhält damit Zugang zu den Dokumenten des Industrie.de Infoservice.
AGB
datenschutz-online@konradin.de