Handhabungstechnik

Präzision in Aluminium

Moderne Handhabungsgeräte entlasten den Menschen von schweren Umschlags- und Positionierarbeiten und helfen, krankheitsbedingte Ausfallzeiten zu reduzieren. Durch den leichten Umschlag schwerer Güter steigt die Produktivität an ergonomisch gestalteten Arbeitsplätzen. Dabei sichert das schonende Umschlagen und Positionieren auch die Qualität des Handhabungsguts.

Für die Präzisionsbearbeitung von Aluminium braucht man neben einem hohen fertigungstechnischen Sachverstand auch stets das richtige Gefühl für dieses Leichtmetall. So nützen die hervorragendsten Werkzeuge in den besten Werkzeugmaschinen nichts, wenn das zu bearbeitende Aluminium-Bauteil nicht richtig gespannt oder ungeschickt transportiert wurde.

Fastner Leichtmetalltechnik in Ilsfeld ist Spezialist für die Präzisionsbearbeitung von Aluminiumteilen. Am Beispiel der Bearbeitung von Roboterbaugruppen für das Augsburger Unternehmen Kuka zeigt sich besonders deutlich, wie eng Qualitätsarbeit mit der ergonomischen Gestaltung von Montagearbeitsplätzen verknüpft ist. Seit gut einem Jahr sorgt ein Zeilhofer-Handhabungsgerät für die Erleichterung der Montage von Heli-Coil-Gewinden in Roboterarm-Gehäusen, die aus Aluminium gefertigt sind.

Vorbei das Bücken unter Last

Heli-Coil-Gewinde erhöhen die Ausreißkraft von Gewinden in Aluminiumteilen und tragen damit entscheidend zur Zuverlässigkeit bei. Man schraubt sie in vorgeschnittene Gewinde von Aluminiumbauteilen ein. Im Mittelpunkt dieser Gewindemontage steht ein pneumatisch arbeitendes Handhabungsgerät der Firma Zeilhofer. Per Gabelstapler gelangen die vorbereiteten Roboterarmgehäuse in Gitterboxpaletten zum Montagearbeitsplatz. Damit der Greifer des Handhabungsgeräts das Roboterarmgehäuse gut erfassen kann, sind die Armgehäuse in der Gitterbox stehend aufgereiht. Ebenfalls wieder stehend setzt der Werker das fertig montierte Armgehäuse in die bereitgestellte Gitterboxpalette ab.

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Schon die Entnahme und Bestückung der Gitterboxpaletten, die je nach Roboterbaugröße zwischen 30 und 35 Kilogramm wiegen, wurden durch die Handhabungsgeräte deutlich erleichtert. Allein für diese Umschlagsprozeduren lohnt es sich, Handhabungsmanipulatoren aufzustellen. Denn gerade das Bücken unter Last löste schon manchen schmerzhaften Hexenschuss aus. Auf jeden Fall aber erhöht es das Risiko einer Wirbelsäulen-Schädigung.

Doch das Zeilhofer-Handhabungsgerät bietet seinen Nutzern weit mehr: Im konkreten Einsatzfall dient es als ,,schwebender Schraubstock", in den man das zu bearbeitende Roboterarmgehäuse einspannt, zum Montageplatz führt und auf die jeweils ergonomisch richtige Höhe mitten im Raum platziert.

,,Schwebender Schraubstock"

Bei einem herkömmlichen Schraubstock spannt man das Werkstück so ein, dass man die Bearbeitungsstelle möglichst gut erreichen kann. Bei einer Sechs-Seiten-Bearbeitung beispielsweise muss also immer wieder umgespannt werden. Viel bequemer und rationeller arbeitet das Handhabungsgerät als schwebender Schraubstock: Das Roboterarmgehäuse wird nur einmal mit dem pneumatischen Greifer aufgenommen. Er ist so konstruiert, dass er Roboterarmgehäuse unterschiedlicher Baureihen sicher aufnimmt und zuverlässig festhält.

Zur sicherheitstechnischen Gestaltung gehört eine Zweihandbedienung. Beide Drucktaster am ergonomisch gestalteten Bedienbügel müssen zur Aufnahme und zum Absetzen der Last gedrückt sein. Ferner gehören sicherheitstechnische Verriegelungen zum Handling der Last. So lässt sich der Greifer erst spannen, wenn der Greiferflansch fest auf dem Roboterarmgehäuse sitzt. Das Entspannen des Greifers per Zweihandbedienung ist erst möglich, wenn die Last auf dem Boden der Gitterbox abgesetzt wurde. Entsprechend den Sicherheitsvorschriften sorgt ein Druckluftspeicher dafür, dass man selbst bei Ausfall aller Energieträger jeden begonnenen Handhabungsprozess sicher beenden kann. Zur Grundausstattung gehört ferner eine Überlastsicherung. Sie verhindert, dass eine Last aufgenommen wird, die schwerer ist als die zulässige Tragkraft.

Nach der Entnahme aus der Gitterbox führt der Werker das Roboterarmgehäuse mitten in den Montageraum, so dass zwei Mitarbeiter bequem die Heli-Coil-Gewinde mit Hilfe pneumatisch arbeitender Einschraubgeräte montieren können. Dazu werden die Scheibenbremsen aller Achsen festgestellt.

Die Roboterarmgehäuse nehmen eine ganze Reihe von Heli-Coils auf. Das sind Spiralen aus einer rostfreien Stahllegierung. Sie umfassen im konkreten Fall die Gewindegrößen M 4 bis M 24. Damit sie auch im montierten Zustand gut zu erkennen sind, färbt man die Gewinde mit einem leichten Grün ein. Das erleichtert die Nachkontrolle, denn kein Armgehäuse darf ohne die vollständige Montage der Gewinde auf die Reise nach Augsburg gehen.

Die beiden Mitarbeiter platzieren das Roboterarmgehäuse in einer ergonomisch günstigen Höhe inmitten des Montageraums. Die Last wird von oben getragen und zugleich festgehalten, so dass die Werker an alle Montagestellen bequem herankommen. Ohne Handhabungsgerät müsste man das Gehäuse erst auf die eine, dann auf die andere Seite ablegen. Diese Prozedur ist aber nicht nur technologisch ungeschickt, sie birgt auch die Gefahr, die Oberflächen zu beschädigen.

Sicheres Lastschwenken

Heli-Coil-Gewinde sind auch am oberen Ende des Roboterarmgehäuses zu montieren. Dazu lässt sich das Lastaufnahmemittel um maximal 90 Grad schwenken. Weil sich das Aufnahmemittel radial drehen lässt, kann man die Last in diesem Schwenkbereich in jede gewünschte Position bringen. Eine einfache und zuverlässige Konstruktion kennzeichnet den Schwenkmechanismus. Hier wirkt ein stufenlos verstellbarer Pneumatikzylinder auf einen Hebel, der über ein Gelenk die Drehung bewirkt. Auf diese Weise lässt sich das Lastaufnahmemittel so weit vom Drehgelenk installieren, dass ein ungehinderter Zugang zum Handhabungsobjekt möglich ist. Peter Springfeld (gm)

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