Handling-Roboter: Der Roboter führt die Bauteile dem Drehbearbeitungszentrum zu. Yaskawa

(Bild: Yaskawa)

Handling-Roboter: Die Anlage produziert 35 Tempergussfittings und ersetzt drei Vorgängeranlagen.

Die Anlage produziert 35 Tempergussfittings und ersetzt drei Vorgängeranlagen. Yaskawa

Für Georg Fischer Fittings mit Sitz im österreichischen Traisen hat HK-Con eine Zerspanungsanlage zur Bearbeitung von Tempergussfittings geplant und angefertigt. Die Herausforderungen bei der Anlage: Sie soll 35 Endprodukte produzieren – bei Taktzeiten von teilweise nur fünf Sekunden. Außerdem kommt es beim Bestücken der Zerspanungsmaschine darauf an, dass nur fehlerfreie Teile in die Maschine gelangen. Möglich machen das vier Motoman-Roboter von Yaskawa: zwei MH12 und zwei MH5, die mit der Steuerung DX200 arbeiten. Ein Kontrollsystem aus sechs Kameras unterstützt die Roboter, indem es die Qualität der Teile kontrolliert. Bei der Software der Robotersteuerungen handelt es sich um die Motoplus SDK, die als Schnittstelle die Kommunikation zu den Kameras herstellt und die Zusammenarbeit regelt.

Eine statt drei Anlagen

770iee0417 Yaskawa Handling-Roboter Automatisiert (1)

Zwei Drehbearbeitungszentren liegen sich gegenüber. Ihnen vorgeschalten stehen je zwei Motoman-Roboter, wobei diese über Kreuz angeordnet sind: Yaskawa

Der Aufbau der Anlage: Zwei Drehbearbeitungszentren stehen sich gegenüber, wobei ihnen je zwei Motoman-Roboter über Kreuz vorgeschalten sind: Links vorne und rechts hinten befinden sich die gleichen Modelle und umgekehrt. Diese Anordnung erwies sich als geeignet, um die benötigte Reichweite beim Beladen zu erreichen. Arbeitssicherheitsgründe verhinderten, die Maschinen noch näher zusammenzuschieben.

Tempergussfittings

Temperguss ist ein Eisen-Kohlenstoff-Werkstoff, der nach dem Giesen graphitfrei erstarrt. Danach wird er auf bis zu 1 000 °C erhitzt ‚getempert‘, um seine charakteristischen Güteeigenschaften, wie gute Zähigkeit, Langlebigkeit und Bearbeitbarkeit zu erhalten. Tempergussfittings sind die weit verbreitetesten Rohrverbindungsteile.

Handling-Roboter: Die Anlage verfügt über einen Bunker für Schüttgut und einen Zuführtisch für Sonderteile, die über Paletten drehlagenorientiert zugeführt werden. Die Anlage lässt sich beidseitig via Massenzuführung bedienen oder einseitig mit Sonderteilen. Yaskawa

Die Anlage verfügt über einen Bunker für Schüttgut und einen Zuführtisch für Sonderteile, die über Paletten drehlagenorientiert zugeführt werden. Die Anlage lässt sich beidseitig via Massenzuführung bedienen oder einseitig mit Sonderteilen. Yaskawa

Die Anlage verfügt über einen Bunker für Schüttgut-Teile und einen Zuführtisch für Sonderteile, die über Paletten drehlagenorientiert zugeführt werden, wobei Anwender die Anlage entweder beidseitig via Schüttgut bedienen können oder einseitig mit Sonderteilen. Zur Produktion gelangen die Teile immer sortenrein. Insgesamt stellt Georg Fischer mit dieser Anlage neun Typen Gussfittings her, was zusammen mit unterschiedlichen Größen 35 Endprodukte ergibt. Bislang waren für deren Fertigung drei separate Einrichtungen nötig.

An der neuen Anlage kommt es meist nur zu Umrüstzeiten beim Bearbeiten eines anderen Bauteils – die unterschiedliche Größen sind größtenteils ohne weitere Umstellung möglich. Je nachdem welche Variante die Anlage produzieren soll, muss ein Monteur lediglich die Zuführung entsprechend einstellen oder die Roboterbacken austauschen. So kann er die Anlage in einer Stunde pro Seite umbauen. HK-Con hat die jeweiligen Programme bereits geteached. Für die Bedienung der Anlage braucht es eine halbe Bedienkraft. Zu den Aufgaben zählen beispielsweise: Überwachen, Prüfung Fertigteile, Beistellen Rohteile, Entleeren Spänebehälter und Rüsten.

Wie die Zusammenarbeit von Robotern und Kameras funktioniert, lesen Sie auf Seite 2.

Roboter und Kameras kooperieren

An jeder Seite befinden sich im Bereich der Roboter drei Kameras, wobei die erste dem Robotern zeigt, wo und wie die Teile ankommen und ob es das benötigte Bauteil ist. Bereits an dieser Stelle lassen sich nicht gewünschte Gegenstände aussortieren. Bei korrekten Bautypen überprüft dieselbe Kamera das Stück auf grobe Mängel und übermittelt dem Motoman die exakte Drehlage und Position des Teils, damit der Roboter es greifen kann. Danach kontrolliert der MH12-Roboter das Bauteil beüzglich Gussfehler und entsorgt fehlerhafte Exemplare bei Unsicherheiten in einer Kiste. Fehlerfreie Komponenten fährt der Handling-Roboter zur nächsten Kamera und dreht die Teile – abhängig von der Form – drei bis vier Mal, sodass die Kamera jede Seite auf Angussreste prüfen kann. Auch hier lassen sich Stücke aussortieren. Zudem erkennt die Kamera die Ausrichtung der Teile, sodass der Roboter diese entweder in eine darauffolgende Wendestation legt oder direkt auf ein weiterführendes Band zur nächsten Station.

Die dritte Kamera analysiert, wo und in welcher Drehlage sich das Teil befindet. Schließlich greift der zweite Roboter das Stück vom Band oder von der Wendestation und führt es dem Drehbearbeitungszentrum zu, wo beide Maschinen doppelspindlig sind. So können die Zerspanungsmaschinen je zwei Teile gleichzeitig bearbeiten und – im schnellsten Fall – alle 20 s vier fertige Produkte ausstoßen. Pro Jahr läuft die Maschine in 690 Schichten.

Schnell, präzise und stabil

Da Guss schwierig zu handeln ist, stellte die Konstruktion der Anlage den Maschinenbauer vor eine Herausforderung, führt David Reinmold, Leiter Verkauf bei HK-Con, aus. Mit den Motoman-Robotern MH12 und MH5, der dazugehörigen Steuerung DX200 und der Software Moto Plus SDK zur Koordination der Kameras ist es ihnen gelungen, das Zuführungssystem so einzurichten, dass am Ende fehlerfreie Teile in den Drehbearbeitungszentren ankommen und bearbeitet werden. Reinmold ergänzt: „Damit haben wir eine flexible Anlage mit hoher Produktivität gebaut, die schnell, präzise und stabil arbeitet sowie wenig Bedienpersonal benötigt.“ Bei der Auftragsvergabe hat sich der Kunde ausdrücklich gewünscht, dass die Anlage Yaskawa Handling-Roboter enthält. Der Grund dafür: Im Werk setzt Georg Fischer Fittings bereits auf die Roboter des Anbieters und hat daher entsprechend geschulte Mitarbeiter.

HK-Con Maschinenbau

Über 60 Mitarbeiter entwickeln und konstruieren bei HK-Con Maschinenbau in Fulda auf knapp 4 000 qm Drehbearbeitungszentren. Das Spektrum des Maschinenbauers reicht von Einspindel- bis Doppelspindel-Dreh- und Fräszentren, wobei sich nahezu alle Kunden Komplettanlagen wünschen, um sie in ihre Prozesse einzubinden. Daneben bietet das Unternehmen Dienstleistungen im Bereich Konstruktion und Wartung von Maschinen.

David Reinmold

Leiter Verkauf bei HK-Con

(ml)

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