Kleberoboter

Aus drei wird eins

Kunststoffschrauben aus Duroplasten lassen sich nicht schweißen. Klebstoff übernimmt die Verbindungsrolle. Ausführendes Organ bei WKT ist dafür ein Kleinroboter.

Hier findet der Kopf zum Gewinde: Kunststoffschrauben aus Duroplasten müssen geklebt werden. WKT setzt dabei auf den Agilus von Kuka. (Foto: Kuka)

Gewindestäbe, Maschinenbau, Wärme- und Elektroisolation: Innerhalb dieser Produktfelder bewegt sich WKT Kunststofftechnik seit 1994. Mit Produktion in Geeste-Dalum und rund 70 Mitarbeitern bedient sie neben Kunden der elektrischen Energietechnik auch typische Anwendungsbereiche wie Hochspannungsanlagen und Transformatoren, Medizintechnik und Flugzeugbau sowie Bahntechnik und Schaltanlagen. In jedem dieser Bereiche gilt für WKT Kunststofftechnik: Kunststoff ersetzt Stahl. Mit hochfesten, faserverstärkten Kunststoffen verwendet das Unternehmen einen Werkstoff, der leicht, widerstandsfähig und korrosionsbeständig ist und zusätzlich isolierend wirkt. Vorteile, die in allen vier Produktfeldern zusammenspielen. Das Montieren und Verkleben verschiedener Kunststoffkomponenten steht am Anfang eines jeden Produkts. Eine dieser Vorarbeiten ist das Zusammenfügen der drei Komponenten Mutter (in Vier- oder Sechskantausführung), Gewindestange und Unterlegscheibe. Das Ergebnis ist eine vielseitig einsetzbare Kunststoff-Gewindeschraube für diverse Gewindegrößen und -längen.

Hohe Fertigungsqualität
Da ein duroplastischer Kunststoff nicht verschweißt werden kann, verbindet ein spezieller Kleber die Bauteile. Ein Arbeitsschritt, der vor allem höchste Präzision verlangt. Ziel von WKT war es, diesen Arbeitsschritt zu automatisieren, die Fehlerquote auf null Prozent zu reduzieren und dadurch die Produktivität zu steigern. „Für das Fügen und Verkleben unserer Produkte brauchten wir eine Lösung, die projektbezogen eingesetzt werden kann und unsere eigenen Anwendungen unterstützt. In dem Kleinroboter von Kuka sahen wir den perfekten Produktions-Partner“, erläutert WKT Geschäftsführer Thomas Wernemann den Grundgedanken hinter der Idee, einen Roboter in der hauseigenen Produktion einzusetzen. WKT entschied sich für den KR 6 R900 sixx. Hohe Wiederholgenauigkeit und Exaktheit sind signifikante Eigenschaften der Produktfamilie des KR Agilus. Mit einer Traglast von sechs Kilogramm und einer Reichweite von rund 900 Millimetern ermöglicht der Kleinroboter Fertigungsqualität auf höchstem Niveau. Und das innerhalb kürzester Zeit. Mit seiner Schnelligkeit und hohen Präzision ist der KR Agilus in der Lage, auch kleinste Bauteile wie Unterlegscheiben schnell und genau auf einem Bauteil zu platzieren. Zudem ist das kompakte System aus Roboter samt zugehöriger Steuerung KR C4 auf kleinstem Raum einsatzfähig. Ein Vorteil, von dem gerade kleinere Familienunternehmen wie WKT profitieren. Die Inbetriebnahme und Serienfertigung bei WKT erfolgte im März 2014.

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Gesamtanlage in Geeste: Flexible Kunststoffschraubenproduktion auf Basis eines Roboters. (Foto: Kuka)

Kameratechnik zur Kontrolle
Im Detail lässt sich die Aufgabenabfolge wie folgt beschreiben: Zunächst wird eine Vier- oder Sechskantmutter aufgenommen und in der Haltevorrichtung positioniert. Die anschließend aufgegriffene Gewindestange wird angefast und um 180 Grad gewendet, um in einem weiteren Schritt an der unteren Seite mit Kleber versehen zu werden. Im Anschluss wird das mit Kleber versehene Ende der Gewindestange kraftmomentgeregelt in die Mutter eingeschraubt. Aus den zwei Komponenten Mutter und Gewindestange entsteht so ein zusammengefügtes Bauteil. In einem letzten Schritt wird die Unterlegscheibe hinzugefügt. Dazu nimmt der Roboter die Scheibe auf und lässt sie über die Gewindestange auf die Mutter hinabrutschen. In wenigen Schritten entsteht so in der Haltevorrichtung die fertige Gewindeschraube. Mittels Kameratechnik ist der Roboter in der Lage, das Produkt selbstständig zu kontrollieren. Binnen Sekunden kann so die Präzision der Arbeit überprüft und zwischen Ausschuss oder Gutteil unterschieden werden. Die fertige Schraube wird aus der Haltevorrichtung herausgenommen, um ihre finale Position in der Aushärtevorrichtung einzunehmen. „Der Roboter kann in unserer Produktion sehr individuell eingesetzt werden. So können wir Produktanpassungen oder Veränderungen im Produktionsablauf viel einfacher umsetzen“, beschreibt Wernemann. Hinzu kommt der Einsatz der Kameratechnik, die das Produkt kontrolliert und zu 100 Prozent qualitätssichernd ist. Eine Erfolgsquote, die mit manuellen Lösungen nicht erzielt werden könnte. Mit dem erfolgreichen Zusammenspiel von Roboter und Eindrehvorrichtung kann die Schraube innerhalb kürzester Zeit ohne aufwendige Umrüstung gefertigt werden.

Ulrike Kroehling/ bw

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