Flexible und automatisierte Bearbeitung großer Teilefamilien mit mittlerer bis hoher Stückzahl Roboter zerspanen mit BAZ-Genauigkeit

Flexible und automatisierte Bearbeitung großer Teilefamilien mit mittlerer bis hoher Stückzahl

Roboter zerspanen mit BAZ-Genauigkeit

Das Roboter-BAZ ermöglicht spanabhebende Bearbeitung mit Industrierobotern in BAZ-Genauigkeit. Bild: Wieland
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Mit dem Roboter-Bearbeitungszentrum (BAZ) hat die Wieland Anlagentechnik GmbH ein Maschinenkonzept entwickelt, das spanabhebende Bearbeitung mit Industrierobotern in BAZ-Genauigkeit ermöglicht. Die Bedienung und Programmierung erfolgt über eine CNC-Steuerung.

Das Roboter-BAZ bietet die Möglichkeit exakte Bearbeitungen an geometrisch komplexen Werkstücken auszuführen. Besonders für große Bauteile mit Freiformen und engen Fertigungstoleranzen – wie beispielsweise Strukturteile – stellt das Maschinenkonzept eine effiziente und kostengünstige Alternative zu einem klassischen Bearbeitungszentrum dar. Mit der Kuka-Siemens-Schnittstelle kann der Roboter über die Sinumerik 840D sl bedient und programmiert werden. Der Maschinenbediener benötigt keine spezifischen Roboter-Programmierkenntnisse.

Es gibt verschiedene Ansätze mit Industrierobotern spanabhebend zu bearbeiten. Die Schwierigkeit dabei ist, die hohen Genauigkeitsanforderungen der Werkstücke, mit der Bahngenauigkeit der Industrieroboter, zu realisieren. Trackingsysteme bieten Lösungsansätze, die Genauigkeit der Roboter zu erhöhen. Diese sind jedoch sehr aufwändig und können die Bearbeitungskräfte nur bedingt kompensieren.
Mit dem Ansatz von Wieland wird der Roboter während der Bearbeitung von zusätzlichen Führungssystemen unterstützt oder bei höchsten Genauigkeitsanforderungen arretiert. Auf der AMB 2016 präsentierten die Ulmer ein Roboter-BAZ, das für ein im Karosseriebau eingesetztes Aluminium-Strukturteil ausgelegt ist. Das Werkstück wird dabei vom Roboter geführt; somit ist das Werkstückhandling individuell anpassbar und wird vom Maschinenkonzept zur Verfügung gestellt. Am Roboter ist das Werkstück in einer Spannvorrichtung kraft- und formschlüssig gespannt. Die Spannvorrichtung ist mit Nullpunktspannsystemen ausgestattet.
Zwei Roboter bearbeiten im Wechsel
Zwei alternierende Roboter bearbeiten das Werkstück parallel. Jeder Roboter führt alle Schritte der Prozesskette aus. Im ersten Arbeitsschritt wird das Strukturteil beidseitig mit einem Sägeblatt abgelängt und mit schrägen Fügeschnitten versehen. Der Roboter dockt über das Nullpunktspannsystem an einem Führungssystem an und führt den Bearbeitungsvorschub aktiv aus. Nach dem Umsetzen wird das gegenüberliegende Ende des Werkstücks auf dieselbe Weise bearbeitet.
Parallel dazu dockt der zweite Roboter an einem Spannturm an, der das Werkstück in der entsprechenden Bearbeitungsebene arretiert. In dieser Position wird das Werkstück von einer Dreiachs-Einheit mit Werkzeugwechselsystem bearbeitet. So können Bohrungen, Gewinde oder Ausklinkungen gefräst werden. Auf den Roboter selbst werden keine Bearbeitungskräfte übertragen. Die dabei erzielte Genauigkeit entspricht der eines Bearbeitungszentrums mit Palettenwechselsystem.
Für die Bearbeitung anderer Ebenen dockt der Roboter in einer anderen räumlichen Lage am Spannturm an. Das Werkstück verbleibt während der kompletten Bearbeitung in der Spannvorrichtung.
Nachdem die Bearbeitungen an den einzelnen Stationen – Sägen und Fräsen – ausgeführt wurden, setzen die Roboter an die jeweils andere Bearbeitungsstation um und führen die verbleibenden Prozessschritte aus.
Für die Bearbeitung anderer Werkstücke müssen lediglich die Andockebenen am Spannturm gerüstet werden. Dies kann bei Bedarf ebenfalls vom Roboter übernommen werden.
Die Spindeleinheiten und Schlitteneinheiten stammen aus dem Standard-Portfolio von Wieland und werden auf den jeweiligen Anwendungsfall angepasst. Durch den modularen Aufbau lassen sich komplexe Aufgabenstellungen effizient mit Standardbaugruppen realisieren.
Das Roboter-BAZ der Wieland Anlagentechnik bietet die Möglichkeit große Teilefamilien mit mittlerer bis hoher Stückzahl vollflexibel und automatisiert zu bearbeiten. Die Bearbeitungsgenauigkeit wird durch etablierte Führungssysteme hergestellt. Das gesamte System wird über die CNC-Steuerung verwaltet und kann vom Leitrechner aus überwacht und gesteuert werden. ■
Wieland Anlagentechnik GmbHwww.wieland-anlagentechnik.de

Web-Tipp
Ein Video, welches das auf der AMB 2016 ausgestellte Roboter-BAZ in Aktion zeigt, finden Sie unter www.youtube.com/watch?v=BxuZXxSX-30
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