Greifer im Viererpack

Das Unternehmen Klingel in Waiblingen stellt anspruchvolle Produkte wie Hydraulikzylinder her und hat jüngst die Bearbeitung von Gehäuseteilen für Lenksysteme mit einem Robax-System von HandlingTech automatisiert. Darin trägt ein durchdacht und maschinenbautechnisch solide ausgeführtes Vierfach-Greifsystem maßgeblich zur Effizienz der Anlage bei.

Da Hydraulikzylinder extreme Belastungen aushalten müssen, setzt Klingel auf höchste Qualität in der Fertigung. Mit dem in mehr als dreißig Jahren gewachsenen Know-how stellt das Unternehmen auch Komponenten für Servolenkungen her. Der Hersteller arbeitet auf höchstem technischem Level, entwickelt neue Fertigungstechnologien und optimiert Prozesse, um qualitativ einwandfreie Lösungen anbieten zu können. Auch eine der jüngsten Investitionen, die Anschaffung von zweimal je zwei Chiron CNC-Fräszentren der Baureihe FZ 15 und deren Automation mit je einer Robax-Zelle von HandlingTech, resultiert aus dieser Vorgabe. Neben der Be- und Entladung der beiden Maschinen beinhaltet das Automationskonzept der beiden Zellen auch das lagerichtige Einpressen von Lagerbuchsen in die bearbeiteten Gehäuseteile.

Bestimmend für die Auslegung der Roboterzelle ist das Bearbeitungskonzept mit den Hochleistungs-Fahrständer-Fertigungszentren. In ihnen werden jeweils vier Werkstücke in einer Aufspannung zerspanend bearbeitet. Bedingt durch die Notwendigkeit, in der gleichen Bearbeitung die Buchsen einzupressen, sind sie nicht mit Werkstückwechseleinrichtungen, sondern mit starren Tischen ausgestattet. Das stellt an das Greifsystem besondere Anforderungen, weil sich die Werkstückwechselzeiten zu den Hauptzeiten addieren. Während die sonst wesentlichen Komponenten einer Robax-Zelle, etwa Gehäuse und Roboter, standardisiert sind und nach Handhabungsgewicht und Arbeitsraum ausgewählt werden, ist für diese Greiferlösung eine individuelle Applikation notwendig.

Der Fanuc-Roboter, in diesem Fall ein M710i/50 mit einer maximalen Traglast von 50 Kilogramm, braucht einen Vierfachgreifer, der exakt auf die Werkstücknester der maschinenseitigen Werkstückspannung passt. Gleichzeitig muss die Viererpackung doppelt ausgeführt sein, um bei der Be- und Entnahme Fahrwege zu sparen. HandlingTech hat dafür ein Greifsystem gebaut, das vier bearbeitete Werkstücke gleichzeitig entnimmt und lediglich eine kurze Schwenkbewegung erfordert, um die schon bereitgehaltenen vier Rohlinge einzulegen. Die besonders robuste, maschinenbautechnische Ausführung sorgt für absolute Präzision und zugleich Prozesssicherheit.

Eine weitere Besonderheit bei der Herstellung der Gehäuseteile für Lenksysteme ist das Einbringen hydrodynamischer Lagerbuchsen in bestimmte Bohrungen. Dazu ist eins der Bearbeitungszentren mit einem Stempel ausgerüstet, der über Kraft-/Wegmessung geführt die Lagerbuchsen einpresst. Dadurch entsteht für den Roboter und dessen Greifsystem eine zusätzliche Anforderung. Zunächst werden die Lagerbuchsen über ein von HandlingTech in die Robax-Zelle integriertes Vereinzelungssystem – bestehend aus Fördertopf und speziellem Handlinggerät – zugeführt und auf so genannten Bestückdornen drehlagerichtig bereitgehalten. Um die Lagerbuchsen in den jeweiligen Maschinenraum zu bringen, ist das Greifsystem ergänzend zu den Werkstückgreifern mit Aufnahmehülsen ausgestattet. So hat der Roboter vier oder je nach Produkt acht Lagerbuchsen zum Bestücken der Lagersitze während der Bearbeitung parat. Ohne lange Fahrwege taktet er damit in engster Koordination mit der Chiron FZ die zu bestückenden Bohrungen ab.

Auch hier dient die solide Greiferausführung der Genauigkeit und Prozesssicherheit. Neben der speziellen Greiferlösung hat die auf dem modularen Konzept der Robax-Systeme basierende Automationslösung weitere Details für Flexibilität und Prozesssicherheit: So sorgen die segmentiert angetriebenen Rollen des Rollenförderers für den zuverlässigen Transport der Werkstückträgerpaletten. Die Zu- und Abführstrecken sind Platz sparend übereinander angeordnet und am Kopfende in der Robax-Zelle mit einer automatischen Palettenumsetzung versehen, die die Paletten mit fertigen Werkstücken auf die Abführstrecke absenkt. Unmittelbar daneben ist in das Gehäuse eine Ausschleusstation für Messteile eingebaut. Sie ist wie die Werkstückspannung mit vier parallel verlaufenden Bahnen ausgelegt, damit Werkstücke aus jedem Spannnest rückverfolgbar den Kontrollmessungen zugeführt werden können. Weiche Rollenauflagen sorgen hier für schonenden Transport auf den kurzen Förderstrecken.

Ergänzend zur Werkstückzuführung ist in die Robax-Zelle eine Zwischenablage integriert. Sie dient der Flexibilität im Fertigungsablauf, weil sie das Rastermaß der Werkstücknester in den Werkstückträgerpaletten vom Maß der Werkstückspannungen in den Bearbeitungszentren entkoppelt. Mit Hilfe der Zwischenablage kann der Roboter Rohlinge gegebenenfalls einzeln aus den Paletten entnehmen, sie hier auf den notwendigen Abstand umsortieren und nun im Viererpack greifen. pb