Nomination SMM Award: Innovatives Greif- und Spannsystem von Gressel An sechs Werkstückseiten automatisiert bearbeiten

Autor / Redakteur: Jörg Maier / Konrad Mücke

Mit dem kombinierten Zentrischspanner und Greifmodul R-C2 wird die vollautomatische sechsseitige Komplettbearbeitung von Einzel- und Serienteilen zur personalminimierten Realität.

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Wechseln überflüssig: Der Schraubstock ist Robotergreifer und Nullpunkt-Spannpalette, auch für unterschiedliche Werkstücke ohne Umrüstarbeiten.
Wechseln überflüssig: Der Schraubstock ist Robotergreifer und Nullpunkt-Spannpalette, auch für unterschiedliche Werkstücke ohne Umrüstarbeiten.
(Bild: Chris Mansfield / Gressel)

Mit dem Roboter-Spannmodul R-C2 sorgt Gressel, Schweizer Spezialist für Werkstückspanntechnik und Produktions-​Auto­matisierung, in der Welt der wirtschaftlichen Metallteile-Bearbeitung nachdrücklich für Bewegung. Denn das Roboter-​Spannmodul R-C2 fungiert einerseits als Zentrischspanner zum Fixieren und Spannen des Rohteils oder teilbearbeiteten Halbfabrikats, zum anderen aber auch als integriertes Transportmittel für das gesamte Beschickungs- und Entnahme-Handling von Rohteilen, Halbfabrikaten und schliesslich Fertigteilen. Löste Gressel mit dem Roboter-Spannmodul R-C2 bereits im Ansatz die Problematik der unterschiedlichen Greif- und Spannfunktionen innerhalb der automatisierten 5-Achsen- und 5-Seiten-Komplettbearbeitung auf, gehen die Ingenieure nun einen entscheidenden Schritt weiter und gewährleisten mit der hoch innovativen 6-Seiten-Station R-C2 die vollautomatische mannlose 6-Seiten-Komplettbearbeitung in einem geschlossenen Fertigungsprozess.

Rüsten unterbricht automatisierte Komplettbearbeitung

Greifen – Spannen – Transportieren – Bearbeiten – Transportieren – Ablegen: so gestaltet sich bis dato die 5-achsige Komplettbearbeitung an fünf Werkstückseiten. Daraus resultiert aber noch kein fertiges Endprodukt. Denn für die Bearbeitung der sechsten Seite folgen dem Ablegen das erneute Greifen, Spannen, Transportieren, Bearbeiten, Transportieren und Ablegen. Zuvor jedoch sind bis dato unerlässliche Rüstarbeiten wie Wechseln des Greifers sowie Wechseln des Spanners beziehungsweise der Spannbacken vorzunehmen, was im Normalfall manuell geschieht. Somit wird der automatisierte Produktionsprozess unterbrochen und kann erst nach dem Rüsten wieder aufgenommen und vollendet werden. Hier setzt Gressel mit der Weiterentwicklung des Roboter-Spannmodul-Systems R-C2 an. Jetzt gibt es die 6-Seiten-Station R-C2. In dieser erfolgt nun ein «Handshake» zwischen dem robotergeführten Zentrischspanner OP10 und dem positionierten Zentrischspanner OP20. Das bereits an fünf Seiten bearbeitete Werkstück wird zu diesem Zweck per Roboter in die 6-Seiten-Station R-C2 eingebracht, dort während des Umspannvorgangs in Position gedrückt und erneut gespannt. Dieser Ablauf gestaltet sich wie folgt: OP-10-Zentrischspanner seitlich einfahren in die 6-Seiten-Station R-C2, OP-10-Werkstück-Übergabe in OP-20-Zentrischspanner, Werkstück positionieren und andrücken sowie spannen im OP-20-Zentrischspanner, entnehmen und transportieren in die Bearbeitungsposition. Durch den Zentrischspanner mit paralleler Werkstückauflage, einer Ausrichtstation für Werkstücke und schliesslich integrierten Messfunktionen ist die gebotene Prozesssicherheit in allen Prozessschritten gewährleistet. Durch diesen Prozess können die vorgegebenen Toleranzen an den Werkstücken auch eingehalten werden.

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Auf kurzem Weg zur vollautomatischen 6-Seiten-Komplettbearbeitung

Für den durchgängig automatisierten Fertigungsprozess der 6-Seiten-Komplettbearbeitung sind demnach lediglich ein Roboter-Spannmodul R-C2 mit dem Zentrischspanner R-C2 sowie die 6-Seiten-Station R-C2 und natürlich auf dem Bearbeitungszentrum ein Nullpunkt-Spannsystem erforderlich. Die in der Praxis somit tatsächlich voll­automatische (mannlose!) Komplettbearbeitung ist, je nach Laufzeiten der Werkstücke, sowohl bei der Einzelteil- und Kleinserien-Fertigung im flexiblen Tagesbetrieb als auch erst recht bei der mehrschichtigen Serienproduktion, unterstützt durch entsprechende Werkstückmagazin-Kapazitäten, Realität. Die Werkstücke kommen endbearbeitet von der Maschine, händisch ist lediglich noch das Be- und Entladen des Werkstückmagazins vorzunehmen, wofür es keine Fachkräfte braucht. Die Leistungsfähigkeit des qualifizierten Fachpersonals lässt sich besser nutzen, weil dieses von zusätzlichen manuellen Beschickungs- und Rüst- beziehungsweise Umrüstarbeiten entlastet wird und es sich auf den Einrichtbetrieb und die Prozessoptimierung konzentrieren kann. Nicht zuletzt sind die produktiven Maschinen-Laufzeiten deutlich zu erhöhen, und allein schon dadurch ist eine vergleichsweise sehr kurze Amortisationszeit für das Investment in das Roboter-Spannmodul-System R-C2 gegeben. Nicht unerwähnt bleiben sollte, dass das Roboter-Spannmodul-System R-C2 mit vielen am Markt erhältlichen Automatisierungssystemen für die rationelle Zerspanung kompatibel ist, da die einzelnen Komponenten als betriebsbereite Einheiten über eine integrierte Steuerung verfügen und für die Integration nur ein Druckluft-Anschluss 5,5 bis 6 bar, eine Stromversorgung 24 VDC / 13 A und eine Profinet-Schnittstelle erforderlich sind. SMM

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