Fügeprozesse von
schweren Magnetspulen
11t Eigengewicht, eine Traglast bis 2,3t und eine Reichweite von 3,7m: So lauten die Leistungsdaten des größten Industrieroboters der Welt. Trotzdem muss der Fanuc M 2000iA/2300 eine hohe Genauigkeit bieten. Mit einem integrierten Messsystem lässt sich einfach sicherstellen, dass Kinematik und Greifer stets korrekt eingestellt bzw. ausgerichtet sind.
Zu den Einsatzgebieten des Fanuc-Schwerlastroboters gehören klassische Anwendungen in der Handhabungstechnik wie etwa der Transport von Automobilkarosserien im Fahrzeugbau.
Das Unternehmen BEC, ein Anlagenbauer und Roboterspezialist mit Sitz in Pfullingen, verfügt über viel Erfahrung mit derartigen Traglasten sowie mit hohen Genauigkeiten.
Bei einem aktuellen Projekt galt es, Magnetspulen inklusive Greifer mit einem Gewicht von bis zu 2,3t bei einer Toleranz von höchstens 1mm zu fügen. Dabei wird jedes Bauteil per 3D-Scan mit bis zu 60.000 Messpunkten vermessen und ausgerichtet. Zudem werden während des Fügeprozesses fortlaufend Positionskorrekturen berechnet und durchgeführt. Um hierbei dauerhafte Stabilität zu erreichen, muss die Prozesssicherung selbst wesentlich genauer sein als 1mm.
Roboter-Inline-Messsystem
Die Herausforderung besteht darin, die Wiederholgenauigkeit des Roboters präzise im Bereich von 0,2mm zu halten. Aus diesem Grund hat sich BEC an die Firma ITG gewandt, um deren Intelligent Measurement System (IMS) in die Anlage zu integrieren. Hierbei handelt es sich um ein Roboter-Inline-Messsystem, das anwendungsbezogene, individuelle Aufgaben wie die Greiferidentifikation durch die Roboterkinematik vereint. Auf Grundlage komplexer Algorithmen erkennt es jede Abweichung vom Idealzustand im Produktionsprozess und stellt den Ausgangszustand wieder her.
In der Testphase wurde eine Achse des Roboters um 0,2° verstellt und mit Hilfe eines externen Sensors eine Abweichung von 5mm gemessen. Das für die Wiederherstellung der Ausgangsposition von Roboter und Greifer eingesetzte IMS berechnete exakt das gleiche Ergebnis. Somit konnten alle Roboterpositionen im Raum im Bereich der Roboterwiederholgenauigkeit automatisiert wiederhergestellt werden.
Vorbeugende Instandhaltung
„Das IMS liefert uns wertvolle Unterstützung, um mit einem Roboter dieser Größe hochpräzise zu arbeiten“, betont Hans-Günther Nusseck, Projektleiter bei BEC. „Die Integration solch smarter Messsysteme in Roboteranlagen entwickelt sich immer mehr zur Lösung für eine vorbeugende Instandhaltung, die vom Kunden auch explizit gefordert wird.“
Die zusätzlich im Roboter verbaute Intelligenz ermöglicht u.a. eine exakte Lokalisierung von Fehlerquellen in der Peripherie oder Werkzeugverschleiß. Auf diese Weise lassen sich Stillstandszeiten sowie Service- und Wartungskosten durch externes Fachpersonal reduzieren.
