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Ausgangslage / Aufgabenstellung |
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| Ein Anwender produziert Schlitten und Kindersitze aus Kunststoff. Nach dem Blasvorgang, während der Kunststoff abkühlt und schrumpft, müssen in die Schlitten und in die Rückenlehnen der Sitze Öffnungen geschnitten sowie die Kanten entgratet werden. Würde man hierfür einen Roboter mit Gradspindeln und Fräsern einsetzen, entstünden giftige Dämpfe und viel Staub und Schmutz. Eine Lösung mit Messern schied bisher ebenfalls aus, weil ein Roboter seine Bahnbewegungen exakt ausführt und keine Möglichkeit hat, den unterschiedlich verlaufenden Schrumpfungsvorgang zu berücksichtigen. Die gewünschte Automatisierung erforderte deshalb ein völlig neues Werkzeug. | |
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Realisation / Lösung |
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 | | Entgraten von Kunststoff-Schlitten |
Die Lösung fand die Roboter Technologie mit einem schwimmend gelagerten Werkzeugaggregat, in das sich verschiedene Schneidstähle einsetzen lassen, z.B. gerade und nach innen oder außen gebogene Messer für bestimmte Radien. Um Grate entfernen zu können, muss mit dem Messer immer der gleiche Anpressdruck erzeugt und der richtige Schneidwinkel eingehalten werden. Das schafft ein sechsachsiger KUKA-Roboter KR 15, der im selben Arbeitsgang schneidet und entgratet und dabei die fortschreitende Schrumpfung des Kunststoffes kompensiert.
Sobald ein Blasteil die Plastmaschine verlassen hat, trennt ein Werker den überflüssigen Rand ab und legt es auf eine von zwei Formaufnahmen einer Drehvorrichtung. Danach spannt er den Schlitten. Wenn der Roboter auf einer Seite seine Arbeit beendet hat, dreht die Vorrichtung. Folglich kommt das neue Teil in den Bereich des KR 15 und das fertige kann entnommen werden. Nach dem Positionieren beginnt der Roboter sofort mit dem simultanen Schneiden und Entgraten. Für den Start ist ein Nullpunkt definiert. Sind die Seitenteile herausgeschnitten, kippt die Vorrichtung den Schlitten senkrecht, damit der KR 15 auch einen günstigen Zugriff auf dessen Oberseite hat. Während der Bearbeitung eines Schlittens tauscht der Roboter das Werkzeug einmal an einer Wechseleinrichtung. Neben einem nach außen gebogenen Messer für die Ausschnitte kommt ein gerades zum Einsatz, mit dem der KR 15 eine saubere Außenkontur am Schlitten erzeugt. Der Roboter beginnt stets mit der Innenkontur. Der erneute Wechsel zu dem gebogenen Messer geschieht zeitsparend, wenn die Vorrichtung dreht. | |
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Systemkomponenten / Auftragsumfang |
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- KUKA-Roboter KR 15
- PC-basierende KUKA-Robotersteuerung einschließlich Control Panel mit Windows-Oberfläche
- schwimmend gelagertes Werkzeugaggregat, in das sich verschiedene Schneidstähle einsetzen lassen
- Roboterprogrammierung
- Inbetriebnahme
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Ergebnis/Erfolg |
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- Große Flexibilität
Durch seine große Flexibilität kann der Roboter verschiedene Artikel auf einer Anlage bearbeiten. Bei einer Produktionsumstellung fährt der Betreiber die in Komponenten zerlegbare Roboterzelle mit einem Gabelstapler zu der betreffenden Plastmaschine. Wegen des Transportes war die Größe der Zelle ein wichtiges Kriterium; zusammengebaut misst sie 4,80 x 4,80 x 2 m. Programmierarbeiten sind nach dem Transport nicht notwendig; der Roboter identifiziert das jeweilige Teil über die auswechselbaren, codierten Formaufnahmen und die in der Steuerung hinterlegten Programme.
- Hohe Wirtschaftlichkeit
Der aus dem Verfahren resultierende Nutzen liegt, verglichen mit manuellem Handling, im Zeitgewinn, in einer gleichmäßigen und bedeutend höheren Qualität sowie im minimierten Ausschuss. Die Roboterzelle amortisierte sich daher innerhalb einer Saison.
- Gesundheitsrisiken ausschließen
Allein mit dem Entgraten waren bislang rund um die Uhr stets fünf Mitarbeiterinnen gleichzeitig beschäftigt. Aufgrund der dabei auftretenden extremen Belastung der Handgelenke kam es permanent zu krankheitsbedingten Ausfällen. Da angesichts der mit dem Einatmen von Kunststoffdämpfen verbundenen gesundheitlichen Risiken ohnehin kaum noch Mitarbeiter zu finden sind und entsprechende behördliche Auflagen Investitionen auslösen würden, denkt der Anwender schon über einen weiteren Roboter zur automatischen Ver- und Entsorgung der Zelle nach.
- Kürzere Zykluszeit
Der Roboter bearbeitet das sich abkühlende Teil binnen 40 bis 50 Sekunden. Somit ist die Zykluszeit der Roboterzelle, einschließlich des manuellen Handlings beim Einlegen und Abnehmen, deutlich kürzer als der 120 Sekunden dauernde Blasvorgang. | |
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| Weitere Informationen |
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| Video |
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