Roboter werden immer mehr zum Teil der Werkzeugmaschine oder ersetzen sie in manchen Fällen sogar schon.

Roboter werden immer mehr zum Teil der Werkzeugmaschine oder ersetzen sie in manchen Fällen sogar schon.Ralf Högel

Zwei großen Themen der Automatica heißen: Automation von Werkzeugmaschinen und Spezial­roboter für die Metallbearbeitung. Während im ersten Fall Roboter das Be- und Entladen von Werkzeugmaschinen sowie vor- und nachgelagerte Arbeitsschritte übernehmen, greifen im zweiten Fall große Sechs-Achser selbst zum Fräser und betätigen sich als Werkzeugmaschine.

Die Automation von Werkzeugmaschinen ist das Trendthema Nummer eins. Der Einsatz von Robotern lässt hier die Gesamtproduktivität moderner Bearbeitungszentren steigen – ein Grund für die kräftigen Zuwachsraten in diesem Bereich. Da die Hauptzeiten der spangebenden Prozesse ausgereizt sind, gilt es die Nebenzeiten zu verbessern, die sich durch den Einsatz von Robotern verkürzen lassen. Weitere Vorteile liegen darin Maschinenstillstandszeiten zu verringern und den Maschinen in mannlosen Schichten teilautonom betreiben zu können.

Direkte Integration oder Zellenkonzept

Für die Automatisierung von Werkzeugmaschinen konkurrieren zwei Lösungsansätze: die direkte Integration des Roboters in die Maschine oder Zellenkonzepte, bei denen komplette Automatisierungsmodule inklusive Roboter an die Bearbeitungsmaschine angedockt werden. Über die Vor- und Nachteile können sich die Fachbesucher im Detail auf der Automatica informieren.

Messe im Detail

Automatica 2014

Veranstaltungsort:
Messe München

Adresse fürs Navi:
Im Messeturm 4
81829 München

Termin:
3. bis 6. Juni 2014

Öffnungszeiten:
Täglich 9 bis 17 Uhr

Viele Anwender haben in den zurück­liegenden Jahren positive Erfahrungen mit der Automation von Werkzeugmaschinen in einfacheren Anwendungen gesammelt. Von der Prozesssicherheit dieser Systeme überzeugt, geht der Trend heute hin zu hochentwickelten Automatisierungslösungen, wie Manfred Hübschmann, Geschäftsführer bei Stäubli Robotics aus eigener Erfahrung weiß: „Dabei übernehmen Roboter – oftmals ausgerüstet mit automatischen Greiferwech-
selsystemen – immer komplexere Arbeitsinhalte bis hin zur Komplettbearbeitung.“

Zudem werden verstärkt Lösungen nachgefragt, bei denen Roboter nicht nur Bearbeitungszentren automatisieren, sondern auch deren Verkettung übernehmen und so für noch mehr Autonomie sorgen.

Augen auf bei der Wahl des Roboters

Heute bieten nahezu alle Hersteller Sechs-Achser für die typischen Aufgabenstellungen an. Doch Vorsicht: Für die Auswahl des geeigneten Roboters spielen die konkreten Einsatzbedingungen eine entscheidende Rolle. Neben einer kompakten Bauform mit kleinem Footprint, Präzision und Geschwindigkeit sollten Anwender auf weitere Qualifikationen des Roboters achten.

Arbeiten Sechs-Achser innerhalb einer Werkzeugmaschine, müssen sie mit harten Produktionsbedingungen zurecht kommen. Der nicht zu vermeidende Kontakt mit Spänen, Schleifstaub, Kühlschmierstoffen, Schneidölen und sonstigen aggressiven Medien macht ihnen das Leben schwer. Solche Anforderungen schränken den Kreis der verwendbaren Roboter stark ein.

Für Applikationen, bei denen die Roboter dauerhaft der Beaufschlagung von flüssigen Medien ausgesetzt sind, empfehlen sich zusätzlich geschützte Roboter. Beispiele sind die Stäubli Sechs-Achser in HE-Bauweise, die für den Einsatz unter Spritzwasserbeaufschlagung konzipiert sind. Das Handgelenk dieser Maschinen ist in IP67 gehalten und erlaubt das Eintauchen in flüssigen Medien.

"Roboter übernehmen – oftmals ausgerüstet mit automatischen Greiferwechselsystemen – immer komplexere Arbeitsinhalte bis hin zur Komplettbearbeitung." Manfred Hübschmann, Geschäftsführer Stäubli Robotics

„Roboter übernehmen – oftmals ausgerüstet mit automatischen Greiferwechselsystemen – immer komplexere Arbeitsinhalte bis hin zur Komplettbearbeitung.“ Manfred Hübschmann, Geschäftsführer Stäubli RoboticsRalf Högel

Auf der Messe zeigt auch Kuka eine robustes Pendant. Ab sofort sind Waterproof-Varianten der KR-Agilus-Baureihe verfügbar. Aufgrund ihrer neuen Waterproof-Ausstattung kommt die Baureihe, die den Traglastbereich von 6 bis 10 kg bei Reichweiten von 700, 900 und 1.100 mm abdeckt, mit harten Produktionsbedingungen bestens klar. „Stabile Edelstahlabdeckungen, spezielle Oberflächenbehandlungen sowie zusätzliche Dichtungen ermöglichen den uneingeschränkten Einsatz unserer kleinen Präzisionsroboter in Werkzeugmaschinen“, so Andreas Schuhbauer, Key Technology Manager bei der Kuka Roboter An diesem Thema arbeiten auch die Entwicklungsabteilungen bei ABB, Fanuc, Epson, Yaskawa und sonstigen Roboterherstellern.

Dabei stehen nicht nur die Manipulatoren selbst im Mittelpunkt, sondern auch Softwaretools und offene Schnittstellen zu den Werkzeugmaschinen, die eine einfache Programmierung ohne Spezialkenntnisse ermöglichen. Durch Fortschritte in der Steuerungstechnik lassen sich Roboter in manchen Fällen zum Beispiel direkt über die Steuerung der Werkzeugmaschine programmieren.

In bestimmten Applikationen machen große Sechs-Achser den Werkzeugmaschinen mittlerweile Konkurrenz. Denn mit entsprechend modifizierten Robotern lassen sich alle möglichen Werkstoffe bearbeiten. Dazu bieten sich Bearbeitungsverfahren wie Fräsen, Entgraten, Bohren, Gewindeschneiden oder Polieren an. Roboter für solche Einsatzfälle sollten präzise sein und eine steife Struktur aufweisen, um wiederholgenaue Bearbeitungsergebnisse zu erreichen. Manfred Hübschmann kommentiert: „Die hochpräzise, spangebende Bearbeitung von Metallteilen in großen Stückzahlen wird aber weiterhin eine Domäne der Werkzeugmaschine bleiben.“