Wer Innengrate aus schwierigen Gehäusegeometrien sicher entfernen möchte, kommt meist um eine Strahlanlage nicht herum. Das bisherige manuelle Beladen führte dabei zu eher mäßigen Ergebnissen. Das in der Medizintechnik getestete System zum vollautomatisierten Werkstückhandling für Strahlanlagen von HandlingTech macht das Entgraten deutlich effizienter und erhöht die Qualität.
Mit dem Strahlentgraten wird sichergestellt, dass auch innenliegende Grate, zum Beispiel in Gehäuseteilen, die mit mechanischen Werkzeugen wie etwa Schaber nicht erreichbar sind, zuverlässig entfernt werden. Solche Prozesse laufen bislang in separaten Strahlkabinen ab, in denen ein Werker die Werkstücke manuell mit Strahlhandschuhen greift und in dem Mediumstrahl bearbeitet. Da dazu die Werkstücke aus dem Fertigungsfluss genommen werden müssen und diese Arbeiten besonders belastend für den Mitarbeiter sind, gibt es bereits seit geraumer Zeit immer wieder Ansätze, solche Prozesse zu automatisieren. Der wesentliche Aspekt für eine Automatisierung war jedoch, dass mit mechanisch geführten und gesteuerten Abläufen eine kontinuierlich gleichbleibend hohe Qualität erreicht wird. Da aber die abrasiven Medien jegliche mechanische Kinematik im Arbeitsraum einer Strahlkabine extrem belasten, sprich verschleißen, waren Automationsversuche bislang meist nur von mäßigem Erfolg gekrönt.
Die realisierte Automation der HandlingTech Automations-Systeme GmbH verfolgt einen neuen Ansatz. Im weitesten Sinn – ähnlich wie bei der manuellen Werkstückhandhabung – erfolgt das Handling ebenfalls von außen. Aber eben nicht mehr von einem Werker, sondern von einem Industrieroboter. HandlingTech nutzt schon seit 1994 in vielen Hundert realisierten Applikationen die Flexibilität von Knickarm-Industrierobotern, um Bearbeitungsprozesse zu automatisieren. Die modularen ROBAX-Zellen, für die HandlingTech den iF product design award 2011 und den Fanuc Award Automatica 2012 erhielt, sind prädestiniert zur Adaption an Bearbeitungsmaschinen.
Schleuse ermöglicht Handhabung von außen
Eine speziell entwickelte Schleuse ist das Herzstück der Anlage, diese ermöglicht die Anbindung des Roboters an die Strahlanlage. Damit ist der Roboter in der Lage, die Werkstücke von außen in die Strahlkabine einzuführen und dort im programmierten Ablauf handzuhaben. Die Schleuse besteht im Wesentlichen aus einer dicht schließenden Kupplung. Diese verhindert, dass Strahlgut aus der Strahlkabine in die Roboterzelle gelangt. Während dem Ein- und Ausfahren sorgt zudem Sperrluft dafür, dass kein Strahlgut austritt. Außerdem wird der Greifer, um Verschleppungen zu vermeiden, beim Ausfahren aus der Schleuse von einem zugeschalteten Air Nozzles (Luftdüse) gereinigt. Die Freiheitsgrade des Roboters sowie die neu entwickelte, flexible Schleuse erlauben dabei das Abfahren komplexer Konturen.
Ergänzend dazu hat HandlingTech den Robotergreifer sowie die Strahlkabine entsprechend modifiziert. Im Fall der Greifer handelt es sich hierbei hauptsächlich um zusätzlich angebrachte Manschetten beziehungsweise Abstrahlbleche die verhindern, dass sich Strahlmedien ablagern können. Die Strahlkabine ist zusätzlich mit seitlichen Scheiben ausgestattet, die das Teachen der Roboterbewegungen erleichtern. Außerdem erlauben ansteuerbare Ventile, anstatt der normalerweise vorhandenen handverstellbaren Ventile, dass auch Prozessparameter wie Strahldrücke oder Strahlgutvorbeschleunigungen exakt einstellbar und programmierbar sind. Dies trägt neben der definierten Werkstückmanipula- tion wesentlich zur Prozessoptimierung bei. „Die über die Robotersteuerung ansprechbaren Ventile reduzieren erheblich den Rüstaufwand bei Werkstückwechsel“, ergänzt Jörg Hutzel, Geschäftsführer der HandlingTech Automations-Systeme GmbH.
Ein großer Vorteil der ROBAX-Zellen ist, dass sich der für das Teilehandling benötigte Roboter auch über Kopf installieren lässt. „Dies ist nicht etwa deshalb notwendig, um Ablagerungen zu vermeiden, schließlich verhindert unsere Schleuse die Verschleppung der Strahlmedien aus der Strahlkabine. Vielmehr wird eine Überkopfinstallation dann gewählt, um beispielsweise Platz zu schaffen für die Zuführung von Werkstückpaletten, wenn eine solche Anlage direkt in den Fertigungsprozess integriert wird“, erklärt Hutzel.
Eine in der Serienfertigung laufende Anlage zum vollautomatisierten Strahlentgraten bestätigt mit den dadurch möglichen optimierten Strahlprozessen eine hohe und dauerhaft konstante Qualität der Werkstücke. Darüber hinaus konnte mit der Anlage der Durchsatz signifikant erhöht werden.
Vielfältige Einsatzmöglichkeiten
Das von HandlingTech entwickelte Konzept für automatisiertes Strahlentgraten hat zudem seine Serienreife in einem hoch anspruchsvollen Sektor, bei der Entgratung von Komponenten für Dental-Instrumente in Zusammenhang mit abrasivem Korund, bewiesen. Weitere Einsatzfelder reichen vom Hartmetallschneidkörper für Präzisionswerkzeuge über Schmuckindustrie bis zur Medizintechnik mit Implantaten und Werkstücken für die Automotive-Industrie in der Großserie.
Neben dem Strahlen mit abrasiven Strahlmedien zum Entgraten eignen sich die Anlagen auch dazu, Oberflächen zu reinigen, zu veredeln, zu verdichten oder tribologisch wirksam zu modifizieren. Die Vielzahl der heute angebotenen Strahlmedien, mit unterschiedlichsten Charakteristiken, setzt den Anwendungsmöglichkeiten dieses Verfahrens kaum Grenzen. Außerdem erlaubt die Modularität der ROBAX-Zellen nahezu jegliche Applikation. Dazu gehört auch, dass HandlingTech weitere dafür benötigte Komponenten, wie etwa die Palettierung in ebenfalls bewährten und weitgehend standardisierten Lösungen anbietet.
HandlingTech Automations-Systeme GmbH www.handlingtech.de
Der Autor
Volker Renz,
Vertrieb HandlingTech Automations-Systeme GmbH
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