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Ausgangslage / Aufgabenstellung |
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| Südrad produziert Stahlscheibenräder, im Volksmund Felgen genannt, für Pkw und Nutzfahrzeuge. Im Anschluss an die mechanische Fertigung durchlaufen die Räder an einem Kreisförderer eine kathodische Tauchlackierung und die dazugehörigen Vorbehandlungsstufen. Früher hängten Werker die Räder manuell an den Förderer. Diese Aufgabe sollte mit Hilfe eines Knickarmroboters automatisiert werden. Hinsichtlich des Roboters waren kurze Zykluszeiten von maximal zwölf Sekunden, ein schnelles Beschleunigen und ein präzises Handling gefragt. Obendrein wird Flexibilität verlangt, da Durchmesser und Breite der Stahlscheibenräder differieren. Die größte Herausforderung bestand jedoch darin, den Förderer und die Roboter, die die Räder mit einer Genauigkeit von ± 2 mm übergeben müssen, zu synchronisieren. | |
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Realisation / Lösung |
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 | | Handhaben von Stahlscheibenrädern |
Das Handling haben zwei KUKA-Roboter KR 125 übernommen. Pro Tag hängen die Sechsachser, im Drei-Schicht-Betrieb, 15.000 bis 18.000 Räder an den Förderer.
Auf zwei getrennten Rollenbahnen laufen die Stahlscheibenräder typenrein zu den beiden KR 125, wo sie Schwenkarme stoppen und vereinzeln. Anschließend hält eine Zentriereinrichtung gleichzeitig zwei Räder an definierten Stellen fest, sodass der Roboter sie mit seinem Doppelgreifer sicher aufnehmen kann. Für die Übergabe an den Kreisförderer werden dessen Gehänge in der Zelle fixiert. Zusätzlich kontrolliert Südrad über Lichtschranken und eine Prüflehre die Haken der Gehänge. Dabei ermittelt das System, ob die Haken vorhanden sind und ob sie sich innerhalb der festgelegten Toleranzen bewegen. Stellt die Steuerung fest, dass die Toleranzen nicht eingehalten werden, lassen die Roboter das betreffende Gehänge leer durchfahren. Die KR 125 übergeben die Räder typenrein und paarweise übereinander mit ihren Doppelgreifern, die auf die Zweifachgehänge des Kettenförderers abgestimmt sind. Ausgebildet als Dreipunktgreifer bewältigen die Effektoren, ohne Umrüsten, das komplette Typenspektrum. Zum Aufnehmen eines anderen Radtyps genügt es, das entsprechende Programm über die gewohnte Windows-Oberfläche des KUKA Control Panels zu wählen. | |
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Systemkomponenten / Auftragsumfang |
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- zwei KUKA-Roboter KR 125
- zwei PC-basierende KUKA-Robotersteuerungen einschließlich Control Panel mit Windows-Oberfläche
- als Dreipunktgreifer konstruierte Doppelgreifer
- Zentrieren der Räder vor der Aufnahme
- Synchronisation der Roboter mit dem Kettenförderer
- ergänzende Materialfluss-Komponenten
- Hakenkontrolle zum Erkennen und Führen der Kreisförderer-Gehänge
- Roboterprogrammierung
- Inbetriebnahme
Während die Roboter direkt von der KUKA Roboter GmbH geliefert wurden, stammen die Endeffektoren und die Peripherie vom KUKA-Systempartner Boll GmbH aus Elsenfeld, Unterfranken. | |
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Ergebnis/Erfolg |
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- Nachhaltig gesteigerte Effizienz
Unabdingbare Voraussetzungen für die Realisierung dieser Applikation waren kurze Zykluszeiten, ein hohes Beschleunigungsvermögen und eine entsprechende Wiederholgenauigkeit. Für eine nachhaltig gesteigerte Effizienz der Anlage stehen auch die Doppelgreifer, mit denen die beiden Roboter pro Takt jeweils zwei Stahlräder parallel einhängen.
- Flexible Abläufe
Aufgehängt wird i.d.R. im Wechsel, d.h., der einzelne Roboter belädt jedes zweite Gehänge. In der Steuerung sind jedoch auch andere Abläufe hinterlegt, etwa mit Vorrang für eine der beiden Linien. Die exakte Übergabe an den sich bewegenden Kreisförderer gelingt den Robotern mit Hilfe eines am Förderer montierten Drehgebers. Dadurch kann Südrad mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten arbeiten; dies ist notwendig, weil die Behandlungszeit in der Verfahrenstechnik schwankt und das Unternehmen deshalb auch die Taktzeit der Zelle flexibel gestalten muss.
- Verfügbarkeit von nahe 100 %
Weil der KUKA-Systempartner Boll die komplette Zelle und einen Kreisförderer im eigenen Unternehmen aufbaute und die Funktionalität der Anlage durch diverse Probeläufe vorzeitig absicherte, wurde von Beginn an eine permanent hohe Verfügbarkeit von nahe 100 % erreicht. Sollte doch einmal ein Roboter ausfallen, kann die zweite Zelle allein weiterarbeiten.
- Sicherheit integriert
Anhand der Positionsabfragen ‘Greifer offen‘ und ‘Greifer geschlossen ohne Rad’ prüft die Steuerung, ob ein Rad aufgenommen wurde. Ferner sind die Greiferfinger drehbar gelagert und mit einer Kollisionsüberwachung versehen. Da der Kettenförderer beim Betätigen einer Not-Aus-Taste bis zu 1.000 mm nachläuft, hat Boll, als Überlastschutz, eine Sollbruchstelle in den Effektor eingebaut. | |
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