Roboterschleifanlagen

Brandrisse ohne Chance

Roboter-Schleifanlage. Für die Regensburger Druckgusswerke Wolf (RDW) ist die Herstellung von Gussbauteilen mit komplexen Geometrien Alltagsgeschäft. Das Unternehmen fertigt Aluminium-Komponenten wie Gehäuse, Getriebedeckel und nun auch Strukturbauteile für viele Kunden und Branchen. Für die Entfernung verschleißbedingter Brandrisse auf der Bauteiloberfläche setzt RDW auf eine SHL-Roboter-Schleifanlage.

Sie haben die Oberflächenqualität im Blick: Johannes Schmidt, Vertriebsleiter von RDW (links) und Heiko Märtens, Sales Manager von SHL.

Die Anfänge von RDW reichen zurück in die Zeit, als der Zinkdruckguss noch eine vielversprechende Technologie war. Ab Mitte der 70er Jahre drängte dann das wesentlich leichtere Aluminium immer stärker auf den Markt – und die Oberpfälzer sind auf den Zug aufgesprungen. Heute produziert RDW 95 Prozent Alu-Druckguss und gerade noch fünf Prozent Zink. Bereits Ende der 80er Jahre gründete das Unternehmen eine „verlängerte Werkbank“ in Ungarn, zunächst als Joint Venture. Nach der Grenzöffnung wurde die Firma Prec-Cast im Nordosten des Landes ganz übernommen. Mit mehr als 1.000 der insgesamt rund 1.400 Mitarbeiter ist Ungarn heute die größte Produktionsstätte in der Firmengruppe. Seit 2011 gibt es auch eine Fertigung in China. Das Stammwerk in Regensburg ist Entwicklungszentrale und fokussiert auf große Druckgusszellen von 1.300 bis 2.800 Tonnen Schließkraft. Zum Kundenportfolio zählen neben dem Automotive-Sektor Pkw und Nutzfahrzeuge auch die Elektroindustrie und Hersteller von Landmaschinen.

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Strukturbauteile mit komplexer Geometrie
Automobilhersteller beziehen Strukturbauteile mit teils komplexer Geometrie. In diesem speziellen Anwendungsfall werden die Bauteile im Karosseriebau des Kunden mit CFK-Teilen verklebt. Dazu ist eine homogene Fläche erforderlich; in diesem Zusammenhang tauchte ein Problem auf: Wenn Druckgusswerkzeuge älter werden, entstehen kleine Brandrisse in den Werkzeugen. Diese verursachen scharfkantige Erhebungen an den Bauteilen, die beseitigt werden müssen, um einen einheitlichen Klebspalt zu erreichen. Für RDW stellte sich die Frage: Diese Brandrisse umständlich und zeitaufwändig manuell zu entfernen oder den Prozess zu automatisieren? Wegen der komplexen Geometrie ist eine manuelle Bearbeitung mit herkömmlichen Schleifmaschinen zu ungenau und von den geforderten Toleranzen her nicht zuverlässig genug. Daher entschieden sich die Regensburger für ein hundertprozentiges, automatisiertes Schleifen aller Klebe- und Funktionsflächen.

Eine Kamera scannt vom Werkstück vor dem Arbeitsprozess einen Data Matrix Code ein: Die Rückverfolgbarkeit ist gewährleistet. (Foto: SHL)

So kam SHL ins Boot. „Eine große Herausforderung war die Komplexität der Bauteile. Sie haben anspruchsvolle Geometrien mit vielen Winkeln und Erhebungen“, sagt SHL-Sales Manager Heiko Märtens. „Dafür mussten wir die entsprechenden Maschinen und vor allem die Werkzeuge finden, um die notwendigen Arbeitsschritte zu bewältigen.“ Es folgten umfangreiche Tests bei SHL in enger Abstimmung mit RDW. Mit dem Automotive-Kunden wurde das entstehende Schleifbild abgestimmt und definiert. „Sehr intensiv“ seien laut Johannes Schmidt in dieser Phase die Beziehungen zu den Automatisierungs-Spezialisten aus Böttingen gewesen, die in ihrem Technologie-Center Tests durchgeführt haben. Die komplette Erprobung erfolgte zunächst bei SHL, bevor dann die Anlage final konstruiert und beim Anwender aufgestellt wurde.

Zwei Roboter arbeiten parallel
Seit 2012 arbeitet bei RDW eine SHL-Roboter-Schleifanlage mit zwei Kuka-Industrierobotern. Die Anlage ist eng in den Produktionsprozess eingebunden. Der Werker bestückt die Werkstückträger-Vorrichtungen. Roboter eins greift das zu bearbeitende Teil aus der Vorrichtung und führt das Bauteil aus Gründen der Nachverfolgbarkeit zunächst an einen Scanner, der einen individuellen Data-Matrix-Code einliest. Der Roboter führt das Werkstück zur Bearbeitung an die Freiband- und Kontaktrollenschleifmaschine SHL-FKS 250/450. Anschließend fährt er das Scotsch-Aggregat SHL-P 550 an. Dort wird das Werkstück mit verschiedenen Körnungen feiner geschliffen. Danach legt es der Roboter in die Werkstückträger-Vorrichtung ab. Eine linear geführte Kamera oberhalb der Entnahmevorrichtung vermisst das Bauteil und kontrolliert zu hundert Prozent die richtigen Toleranzwerte. Der zweite Roboter erledigt die gleichen Arbeitsschritte parallel mit dem spiegelgleichen Bauteil. Stimmen die Werte des Werkstücks, startet der Prozess von vorn.

Das Werkstück wird an der Freiband- und Kontaktrollenschleifmaschine SHL-FKS 250/450 bearbeitet.

Für RDW haben sich mit dieser Lösung prozesstechnische Vorteile ergeben. „Werker mit herkömmlichen Schleifmaschinen können diese Arbeit wegen der komplexen Geometrien und den hohen maßlichen Anforderungen nicht erledigen. Es besteht einfach die Gefahr, dass zu viel oder zu wenig Material abgetragen wird. Das wäre fatal und ist manuell nicht steuerbar. Die SHL-Anlage erledigt das prozesssicher und mit der notwendigen Wiederholgenauigkeit“, beschreibt Johannes Schmidt.

Schlüssige Prozesskette
RDW installiert die Anlage so, dass eine schlüssige Prozesskette entsteht. Die Teile kommen zunächst von der Gusszelle zur Vorbehandlung in die Strahlanlage. Von dort aus gehen sie direkt in die SHL-Roboter-Schleifanlage und dann weiter in die Bearbeitung. So können die Wege optimiert werden. Die SHL-Lösung liefert an den Bauteilen zuverlässig genau das Schleifbild, das für die weitere Bearbeitung benötigt wird.     pb

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