Bauteilreinigung für die Metallbearbeitung auf engstem Raum - Roboter-Werkzeugwechsel in der Nasszelle

Produktionslösungen & Prozesse

Die von Silberhorn gelieferten Systeme und Technologien sind für jedes Unternehmen, das Bauteile bearbeitet, ein wesentlicher Bestandteil des Fertigungsprozesses, da sie Grate, Öl, Fett und andere Verunreinigungen entfernen. Obwohl das Unternehmen eine breite Palette von Standard-Reinigungslösungen herstellt, sind viele der von Silberhorn entwickelten Systeme maßgeschneidert und auf die spezifischen Anforderungen des einzelnen Kunden und der Anwendung zugeschnitten. Nach einer ausführlichen Eingangsanalyse und Klärung der Anforderungen empfiehlt Silberhorn die am besten geeignete Prozesslösung. Je nach Anwendung kann die Anlagenkonfiguration unterschiedlich sein und die Betriebsdrücke können stark variieren, wobei die Drücke oft von 100 bar bis zu 1800 bar reichen. 

Die Herausforderung

Verarbeitung mehrerer Teiletypen in einer anspruchsvollen Umgebung

Ein Kunde, der sowohl Stahl- als auch Aluminiumteile bearbeitet, benötigte ein System, das beide Materialien gleichermaßen gut reinigen kann, was an sich schon relativ ungewöhnlich ist und eine besondere Herausforderung darstellt. Darüber hinaus verlangte der Kunde eine hohe Flexibilität des Systems im Hinblick auf das zu reinigende Teilespektrum. Das bedeutete, dass das System so konzipiert sein musste, dass verschiedene Teile gereinigt werden konnten, ohne dass beim Wechsel von einem Teiletyp zum nächsten eine größere Neukonfiguration oder Einrichtung erforderlich war.

Ursprünglich sollte das System drei Komponententypen verarbeiten können. Der Kunde verlangte jedoch, dass das System flexibel genug sein sollte, um in Zukunft jederzeit eine Reihe anderer Bauteiltypen verarbeiten zu können. Die ursprünglich ermittelten zu reinigenden Stahlteile wiegen maximal etwa 7 kg, während die Aluminiumteile mit maximal etwa 10 kg etwas schwerer sind. Das größte Teil war etwa 800 mm lang und 600 mm breit.

Die Lösung 

Automatische Werkzeugwechsler von Stäubli bieten eine zuverlässige und flexible Lösung

Die von Silberhorn für diese spezielle Anwendung gefundene Lösung bestand aus einer Kombination von Robotern und einem kontinuierlichen Reinigungssystem. Dieses System war auch in seiner Funktionsweise etwas Besonderes. Anstatt das Bauteil zu greifen und es verschiedenen Reinigungseinheiten zuzuführen, wie es normalerweise der Fall ist, halten und manipulieren die beiden Roboter innerhalb der Zelle verschiedene Reinigungsinstrumente, um die Bauteile zu bearbeiten, während sie das System durchlaufen. 

Ermöglicht wird dies durch den Einsatz spezieller Stäubli-Werkzeugwechsler, die den Robotern zusätzliche Flexibilität verleihen und dem Kunden die Wahl zwischen 5 Reinigungswerkzeugen pro Roboter ermöglichen. Der erste Roboter im System verwendet derzeit ein einziges, fest installiertes Werkzeug. Der zweite Roboter hat während seines Zyklus immer Zugriff auf zwei verschiedene Werkzeuge. Wenn der Roboter die Reinigungswerkzeuge nicht benutzt, werden sie oberhalb des Roboters gelagert. So wird sichergestellt, dass sich nur minimale Verschmutzungen auf den Werkzeugen ansammeln.

Die schwierige Umgebung, in der die Werkzeugwechsler arbeiten sollten, erforderte einen innovativen Ansatz für die Stäubli-Werkzeugwechsler, einschließlich der Auswahl verschiedener Materialien und spezieller Beschichtungen. Da es im Nassbereich keine elektronischen Sensoren gibt, erkennt das System über eine Druckleitung, ob und welches Werkzeug der Roboter benutzt. Ist kein Druck vorhanden, meldet ein Pneumatikmodul an einen externen Drucksensor, dass kein Werkzeug auf dem Wechsler ist. Ist Druck vorhanden, kann das System sogar anhand der Druckdifferenz erkennen, welches der verschiedenen Werkzeuge gerade im Einsatz ist.

Das Ergebnis

ine erfolgreiche Lösung mit der Kooperation und Unterstützung von Stäubli

In der Anfangsphase dieses Projekts besuchte Stäubli Silberhorn und brachte Muster des automatischen Werkzeugwechslers mit, um die Diskussion zu eröffnen und die Funktionsweise des Werkzeugwechslersystems zu demonstrieren. Während der Konstruktionsphase arbeitete Stäubli eng mit Silberhorn zusammen, um die spezifischen technischen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Anwendung und der schwierigen Betriebsumgebung zu identifizieren und zu lösen. Das Ergebnis ist ein robustes System, das sowohl die Prozess- als auch die Flexibilitätsanforderungen des Endkunden erfüllt.