KTS Technologiepark Stahl ist Spezialist für die Dickblech-Bearbeitung. In der kürzlich erweiterten Halle können Stückgewichte bis 20 t gehandhabt werden. Mit der Investition in eine Laserschneidanlage geht KTS seit dem vergangenen Jahr auch die Verarbeitung dünnerer Bleche an, wobei „dünner“ relativ ist. Firmeninhaber Mario Koch: „Wir fangen erst ab 6 mm Blechstärke an.“ Und das in gewaltigen Abmessungen: Auf der Laseranlage bei KTS lassen sich Blechtafeln mit 2500 x 9000 mm schneiden.
Um das Angebot bei der Blechverarbeitung zu erweitern, kam 2011 eine gebrauchte Fräsmaschine in die Halle. Geplant war ursprünglich, die Maschine im einschichtigen Betrieb für einfache Teile zu nutzen. Dann lief sie neun Jahre im Mehrschichtbetrieb und wurde nun durch eine neue, automatisch beschickte Maschine ersetzt. „In Summe haben wir etwa 15 Bauteile, die die Maschine zweischichtig auslasten“, so Koch.
Manuelles Beschicken möglich
Dabei fiel die Wahl auf eine Maschinenbeschickung via Roboter. Eine Lösung mit Palettenwechsler und jeweils einem Spannmittel pro Bauteilvariante wurde aus Kostengründen und wegen mangelnder Flexibilität verworfen. Die Fräsmaschine mit Roboterbeschickung ist nun so konzipiert, dass der Roboter die Serien übernimmt, eine manuelle Beladung für ein Einzelstück aber immer noch möglich ist.
Damit der Fanuc-Roboter loslegen kann, positionieren die Mitarbeiter die vorbereitete Paletten in der Zelle mit einem Hubwagen auf markierten Stellplätzen. Eine Kamera scannt die Teile auf der Palette und liefert so die Informationen für den Greifvorgang. Die jeweiligen Schwerpunkte der Teile sind im Bearbeitungsprogramm hinterlegt.
Zum Einsatz kommt dabei der Fanuc-Roboter R-2000iC/210F, der nicht nur die erforderliche Tragkraft, sondern auch eine Reichweite von 2655 mm mitbringt. Zudem ist die Hardware des Vision-Systems bereits standardmäßig in die Robotersteuerung integriert und daher eine Bildverarbeitung mit Kamera über Vision Connection leicht in die Roboterzelle einzubauen.
Und der Fanuc-Roboter bringt mit Soft Float eine weitere wichtige Funktion mit. Die Softwarefunktion wird verwendet, um bei der Beladung von Werkzeugmaschinen Abweichungen in der Werkstückpräzision auszugleichen. Zunächst war es das Ziel, die Teile direkt von der Palette in die Spannvorrichtungen der Maschine einzulegen. Unter bestimmten Umständen ergeben sich beim Greifen der Teile jedoch Winkelfehler, „die beim präzisen Einlegen zum Verhängnis werden können“, sagt Robin Häfner, Projektmanager beim Systemintegrator Essert.
Feinjustierung mit Rutsche
Zur Feinjustierung dient nun eine einfache Rutsche, auf der der Roboter das jeweilige Teil ablegt und auf der dieses aufgrund der Schräge in eine exakt nachvollziehbare Position rutscht. So greift der Roboter die einzelnen Bauteile sehr definiert und legt sie in die Bearbeitungsvorrichtung ein – ohne die Gefahr, die Spannelemente zu beschädigen. Dabei kommt ihm die Soft Float-Funktion zu Hilfe: Hat der R-2000iC das Teil auf der Rutsche exakt gegriffen, fährt er die letzten Millimeter in der Maschine mit reduzierter Geschwindigkeit. Entweder er erreicht seine Ablageposition oder Soft Float korrigiert die Roboterbahn.
Insgesamt werden auf der Fräsmaschine etwa 15 unterschiedliche Bauteile bearbeitet. Die Hauptzeiten liegen im Minutenbereich – genug Zeit also für den Roboter, das Einlegen des nächsten Bauteils sicher vorzubereiten. Koch: „Bei den Bearbeitungszeiten fallen die Sekunden, die der Roboter für das Einlegen mit Soft Float braucht, wirklich nicht ins Gewicht und wir sparen uns eine Menge mechanischen Aufwand.“
Für unterschiedlich große Bauteile liegen zwei Elektro-Permanentmagnetgreifer bereit, die bei Bedarf manuell gewechselt werden. Ein Greiferbahnhof für einen automatischen Wechsel ist angedacht. Die Fräszelle hat zwei Stellplätze für Paletten mit Rohteilen und zwei Palettenstellplätze mit fertig bearbeiteten Teilen. Koch: „Je nach Bearbeitungszeit können wir damit fast in drei Schichten autonom arbeiten.“ Aber selbst bei Werkstücken mit relativ kurzen Bearbeitungszeiten reicht der Vorrat für acht Stunden.
Die Fräsprogramme für neue Bauteile werden an einem Programmierplatz erstellt und dann in die Maschine geladen. Ob das zugehörige Roboterprogramm ebenfalls an einem Programmierplatz erstellt und per Datenträger in die Robotersteuerung geladen oder ob das Programm per Teach Pendant direkt an der Zelle erstellt wird, hängt von den Vorlieben der jeweiligen Einrichter ab. Häfner: „Manche erstellen das Programm lieber auf einem Notebook, andere wollen den Roboter bei der Programmierung lieber beobachten.“
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