Beladeroboter von Sherpa Robotics mit Drehmomentschrauber
Clever kombiniert
Das Bestücken von Produktionsmaschinen lässt sich per Roboter flexibel automatisieren. Sherpa Robotics hat seinen Beladeroboter nun außerdem mit dem ClampBooster von Idee-Werk ausgestattet, ein Elektromotor zur Automation des mechanischen Schraubstocks als Drehmomentschrauber. Die Verbindung von SherpaLoader und Drehmomentschrauber ermöglicht die Umstellung zur robotergestützten Beladung einer Fräsmaschine ohne kostenintensiven Maschinenumbau.
Sherpa Robotics hat einen Drehmomentschrauber nahtlos in den Beladeroboter SherpaLoader integriert. (Bild: Sherpa Robotics GmbH)
Eine flexible Lösung für das Bestücken von Produktionsmaschinen bieten Roboter, die Rohteile direkt in den Maschinenschraubstock einlegen. Vorteile hier: gesteigerte Spindelzeit, reduzierter Einsatz von Personal am Tag und die Möglichkeit zur mannlosen Fertigung in der Nacht oder am Wochenende. Doch diese Art von Automation steht vor zwei grundsätzlichen Herausforderungen. Erstens: Die Roboterabläufe müssen anwenderfreundlich einzurichten sein, denn nur Systeme, die ohne aufwendige Schulungen bedienbar sind, erlauben eine rentable Nutzung der Roboteranlage. Zudem sollten Systeme mit moderner Dialogsteuerung, anschaulichen Grafiken und leicht verständlichen Symbolen ausgestattet sein, um einen reibungslosen Einsatz bei schichtübergreifender Produktion und bei Mitarbeitern mit unterschiedlicher Qualifikation zu gewährleisten.
Die zweite Herausforderung ist die Nachrüstung der Bearbeitungsmaschine für die pneumatische oder hydraulische Werkstückspannung: Ist die Maschine mit einem Drehtisch oder einer Wippe ausgerüstet, erfordern diese Drehdurchführungen für Druckluft bzw. Hydrauliköl zur Versorgung des Spannsystems. Diese Sonderausrüstung wird bei der Neubeschaffung einer CNC-Maschine nur dann berücksichtigt, wenn eine spätere Automation absehbar ist. Die Nachrüstung von Drehdurchführungen kostet etwa 30.000?, dazu kommen automatische Spanner, die bis zu 4.000? kosten. Eine Nachrüstung ist zudem nicht für jedes Modell möglich und der Wechsel von einer mechanischen auf eine pneumatische oder hydraulische Spannung kann die Zuverlässigkeit bestimmter Bearbeitungsparameter negativ beeinflussen.
Automation mechanischer Schraubstöcke
Eine praktische Lösung für all diese Probleme ist der ClampBooster von Idee-Werk: ein elektrischer Antrieb zur Automation des mechanischen Schraubstocks. Als Drehmomentschrauber wird er neben die Robotergreifer montiert und vom Roboterarm zum Schraubstock geführt, um diesen zu spannen. Nach der Zerspanung öffnet der Antrieb den Schraubstock auf die gleiche Weise. Der Krafteintrag erfolgt über eine Vierkantwelle mit wechselbaren Steckaufsätzen und ist somit an alle gängigen Schraubstöcke adaptierbar.
Für einen robusten Einsatz hat die Stuttgarter Firma Sherpa Robotics den Drehmomentschrauber nahtlos in ihren Beladeroboter SherpaLoader integriert. Alle Prozessparameter wie Spannmoment, Öffnungsweg und Spannposition sind per Touchpanel einfach zu konfigurieren und zusätzliche Schraubstöcke können flexibel eingebunden werden. Die Symbiose von SherpaLoader und ClampBooster ermöglicht die robotergestützte Beladung einer Fräsmaschine – und zwar ohne kostenintensiven Maschinenumbau – und erlaubt den Fertigern, ihr vertrautes Spannsystem weiterhin zu nutzen.
Der ClampBooster ist kompatibel mit allen gängigen Schraubstücken. (Bild: Sherpa Robotics GmbH)
Doch der Einsatz eines Roboters bietet noch weitere Vorteile, denn er kann Werkstücke automatisiert vorprägen. Bisher war das Vorprägen stets ein manueller Arbeitsschritt – selbst bei automatisierter Beladung. Ein Sechsachsroboter wie der SherpaLoader kann Bauteile vor dem Spannen in der Bearbeitungsmaschine in eine Prägestation einbringen, in der sie im Spannbereich mit einer Kontur versehen werden, die eine formschlüssige Spannung im Maschinenschraubstock ermöglichen. Der geringere Spannbereich spart nicht nur Material ein und erlaubt reduzierte Spannkräfte, sondern verbessert auch den Zugang zum Werkstück von allen Seiten. Das ist bei der Fünfseitenbearbeitung besonders nützlich. Das Vorprägen hat Sherpa Robotics mit dem System SolidStamp der HWR Spanntechnik prozesssicher in die Werkstückhandhabung integriert. Hauptzeitparallel legt der Roboter Rohlinge in eine Prägestation ein, bevor sie in den Schraubstock der Bearbeitungsmaschine gespannt werden.
Kamera ersetzt Positionieranschläge
Die CNC-Automation SherpaLoader unterscheidet sich also nicht nur durch die Integration von ClampBooster und SolidStamp-Prägestation von konventionellen Beschickungsanlagen, sie überzeugt noch durch ein weiteres Feature: das 3D-Kamerasystem. Als führender Hersteller von kameragestützter CNC-Automation nutzt Sherpa Robotics schon seit 2016 Kamerasysteme, mit denen der Beladeroboter Teile zu jeder Tages- und Nachtzeit erkennt. So kann das Rohmaterial auf gewöhnlichen Tischwagen oder Euro-Paletten bereitgestellt werden, ohne lasergeschnittene Blechschablonen und ohne Einrichteaufwand, was bei konventionellen Anlagen erforderlich wäre. Damit auch bei kurzlaufenden Bauteilen über 48h mannlos gefertigt werden kann, sind Schubladensysteme erhältlich. Gerade bei kleinen bis mittleren Losgrößen werden so Fertigungskosten gesenkt. Die Produktfamilie SherpaLoader wird in drei Größen und für Werkstücke bis 70kg gebaut. Zudem ist eine Vielzahl an flexiblen Erweiterungen erhältlich, von stapeln und reinigen bis messen und beschriften.
