Roboterkomponenten

Autoproduktion – wie geschmiert

SKF Komponenten für Roboter: Kraft, Präzision und Ausdauer. Für Roboter liefert SKF ein ebenso breites wie leistungsfähiges Portfolio an Lösungen, das die Effizienz ganzer Montagelinien steigern kann.

Durch das vergleichsweise geringe Gewicht der kompakten elektromechanischen Zylinder von SKF können Schweißroboter ebenso schnell und präzise wie energieschonend arbeiten. (Foto: SKF)

Nachdem Autobleche von Pressen in Form gebracht worden sind, werden die Karosserieteile je nach Material und Anforderung punktgeschweißt, genietet oder verklebt. Zur Prozesssicherheit der daran beteiligten Roboter tragen unter anderem verschleißfeste, abgedichtete SKF Pendelrollenlager bei. Deren aktuelle Generation erreicht selbst unter schlechten Schmierbedingungen oder starker Verschmutzung deutlich längere Standzeiten als viele Wettbewerbsprodukte, sagt zumindest SKF.

Um auch andere Gelenke des Roboters vor Verschmutzung zu schützen, empfiehlt das Unternehmen unter anderem die Hochleistungsdichtungen HMS5 und HMSA10. Diese bestehen aus einem optimierten Acrylnitril-Butadien-Kautschuk. Der wiederum trägt dazu bei, die Gelenke des Roboters perfekt gegen Schmutz abzudichten. Die rillierte Außenmantelfläche der Ringe verbessert die Dichtwirkung, ermöglicht festen Halt im Gehäuse und verhindert das Zurückfedern beim Einbau. Die federgespannte Dichtlippe reagiert schnell bei dynamischem Schlag und sorgt dafür, dass die Dichtwirkung sogar bei starkem Verschleißgrad erhalten bleibt. Dichtlippe und flexibler Teil sind so aufeinander abgestimmt, dass relativ hohe Rundlauf- und Koaxialitätsabweichungen problemlos ausgeglichen werden können. Die zusätzliche Schutzlippe der HMSA10 ist berührungsfrei und kann somit üblicherweise bei den gleichen Umfangsgeschwindigkeiten eingesetzt werden wie die Ausführung HMS5 mit einseitiger Dichtlippe.

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Mechatronik fürs Schweißen und Nieten
Nachdem sie in Form gebracht worden sind, werden die Karosserieteile je nach Material und Anforderung punktgeschweißt, genietet oder verklebt. Auch bei dieser Anwendung können die SKF Rollengewindetriebe ihre Stärken ausspielen: Beim Nieten lassen sich die entsprechenden elektromechanischen Zylinder sehr präzise steuern. Außerdem arbeiten sie äußerst zuverlässig und senken dadurch den Instandhaltungs- bzw. Wartungsaufwand. Beim Schweißen überstehen die Zylinder beispielsweise mehr als 20 Millionen Zyklen. Darüber hinaus schonen sie durch ihre Präzision die Elektroden. In der Regel kann der Anwender dank der daraus resultierenden „Qualitätsarbeit“ rund 15 Prozent der Schweißpunkte sparen, die man mit „althergebrachten“ Verfahren aus Sicherheitsgründen eigentlich setzen müsste.

SKF Hubsäulen zur Aufnahme von Karosserieteilen auf Transportrobotern versetzen den Anwender in die Lage, diese Lösung für eine Vielzahl von Fahrzeugmodellen, Karosserieformen etc. zu nutzen. (Foto: SKF)

Da der Einsatz von SKF Rollengewindetrieben den Bau von sehr kompakten elektromechanischen Zylindern ermöglicht, reduziert sich in Folge auch das Gewicht der gesamten Schweiß-Einheit. Durch das vergleichsweise geringe Gewicht der Einheit kann der entsprechende Roboter ebenso schnell wie genau und dabei noch energieschonender arbeiten.

Schmiersysteme für Lackierroboter
Nachdem die einzelnen Karosserieteile miteinander verbunden worden sind, wandert die Rohkarosse in die Oberflächenbehandlung. Hier herrschen zum Teil extreme Bedingungen. In der Lackierstraße beispielsweise stellt der Explosionsschutz zusätzliche Anforderungen an die dort eingesetzte Technik. Meist kommen Hochgeschwindigkeits-Rotationszerstäuber zum Einsatz, die unter Hochspannung stehen, um den vaporisierten Lack auch gleich zu ionisieren. Die Farbtanks an den Zerstäubern werden durch einen Zylinder unter Druck gesetzt, um den Lack durch die winzige Auslassöffnung am Zerstäuber zu pressen. Dafür sind enorme Kräfte erforderlich. Die entsprechende Power liefern Rollengewindetriebe von SKF. Für das Nachtanken des Farbvorrats am Roboter per zylindergetriebener „Einspritzung“ reicht eine hauseigene Lineartechnik-Lösung auf Basis von Kugelgewindetrieben aus. Beide Gewindetrieb-Varianten weisen die gleichen Vorteile auf wie die elektromechanischen Zylinder, mit denen SKF auch die Effizienz der Schweiß- und Nietroboter steigern kann.

Nach einem ähnlichen Prinzip wie beim Nachtanken des Farbvorrats sorgen Mitlaufschmiersysteme auch für die automatische Schmierung von Kettenförderern. Derartige Systeme, wie etwa GVP oder Lincoln Cobra 1X, kommen beispielsweise in der Lackierstraße zum Einsatz. Dank dieser Lösungen kann die Schmierung erfolgen, während sich die Kette in Bewegung befindet. Dabei wird der Schmierstoff per schwenkbarem Injektor, der sich der Bewegung des vorbeifahrenden Schmierpunkts anpasst, mit Druck direkt in die einzelnen Rollen und/oder Achsen der Kette übertragen. Die übertragene Volumendosis kann eingestellt werden und bleibt vollständig unabhängig von der Viskosität des Schmierstoffs und den auftretenden Gegendrücken bei den verschiedenen Typen und Arten von Kettengliedern. Durch die automatische Schmierung „on-the-fly“ kann der Anwender seine Produktivität erhöhen, Stillstandszeiten und manuelle Wartungsarbeiten minimieren und übermäßigen Schmierstoffgebrauch vermeiden.

Halten die Gelenke von Robotern in Schuss: Extrem verschleißfeste SKF Pendelrollenlager und Radialwellendichtringe des Typs HMS5 beziehungsweise HMSA10. (Foto: SKF)

Kolbenverteiler sind in jedem Fall günstiger
Auch für die Schmierung der Lackierroboter selbst hat SKF Lösungen im Programm – beispielsweise das Mono-Flex-System. Das Schmiersystem als solches wird außerhalb der Lackierkabine installiert; lediglich der explosionsgeschützte Druckschalter (ATEX II 2G IIC T4) wird direkt am Lackierroboter angebracht. Geschmiert werden beispielsweise die Linearführungen sowie die X-Achse des Roboters, wenn er neben der Karosse verfährt. In größeren Anlagen (oder bei speziellen Vorschriften) arbeitet ein elektrisches Zahnpumpenaggregat mit 0,2 l/min Fördervolumen.

Hubsäulen für Transport-Roboter
Für kleinere Anlagen reicht ein pneumatisches Kolbenpumpenaggregat mit 15 ccm/min Förderhub aus. In jedem Fall sind Kolbenverteileranlagen spürbar kostengünstiger als Progressivanlagen, so dass eine entsprechende SKF Lösung letztlich die Wettbewerbsfähigkeit des Anwenders fördert. Zum Weitertransport der lackierten Rohkarossen werden bis dato meist „schwebende“ Schienensysteme genutzt, in denen die Karosserien hängend befördert werden. Das wiederum erfordert hohe Investitionen beispielsweise in die Statik des Fabrikgebäudes sowie entsprechende Hängefördersysteme. Deutlich kostengünstiger ist der Weitertransport mit Flurförderfahrzeugen. Für diese fahrerlosen Transportsysteme hat SKF eine ebenso robuste wie flexible Lösung realisiert: Die Aufnahme der Karosserien übernehmen Module auf Basis einer XY-Positioniereinheit mit Hubsäule. Diese Module können die Karosserien nicht nur über alle drei Achsen bewegen, sie können auch unterschiedlich geformte Karosserieteile aufnehmen, fixieren und „weiterreichen“.

Das versetzt den Anwender in die Lage, diese Lösung für eine Vielzahl von Fahrzeugmodellen, Karosserieformen etc. zu nutzen. Bei aller Flexibilität werden die Hubsäulen höchsten Anforderungen in Sachen Stabilität sowie Positionier- und Wiederholgenauigkeit gerecht, um eine reibungslose Endmontage zu ermöglichen. Dazu tragen nicht zuletzt die eingesetzten Kugelgewindetriebe und Führungen von SKF bei. bw

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