Handhabungsroboter

Der Düsenträger

Handhabungsroboter in der Plasmaerzeugung. Ohne die Anwendung von Plasmatechnologien sind viele industrielle Prozesse nicht oder nur mit hohem Aufwand realisierbar. Sie dürfen in Produktionsanlagen nur nicht zum Flaschenhals der gesamten Prozesskette werden. Deshalb hat Relyon Plasma ein Konzept entwickelt, um die Handhabung der Plasmaerzeuger zu automatisieren – mit Robotern von Kawasaki Robotics.

Der Roboter kann aufgrund seiner Achsgeometrie die Düse des Plasmaerzeugers auf jedem Punkt des mit Plasma zu behandelnden Werkstücks präzise positionieren und selbst komplizierte dreidimensionale Konturen abfahren. (Foto: Kawasaki)

Aus guten Gründen gilt Plasma neben den Aggregatzuständen fest, flüssig und gasförmig als „der vierte Aggregatszustand“. In industriellen Anwendungen kann man mit Plasma Metalle schneiden und verschweißen, Oberflächen verschiedener Produkte aus Kunststoff, Metall, Glas, Keramik, Verbundwerkstoffen und sogar textilen Geweben für nachfolgende Prozesse reinigen, aktivieren und beschichten. In der Medizintechnik lassen sich mit Plasma unter anderem medizinische Instrumente und Wunden desinfizieren und das Aufkommen von krankheitserregenden Keimen reduzieren. Und – die Entwicklung von Plasmatechnologien für solche und ähnliche Anwendungen mitsamt des dafür nötigen hard- und softwareseitigen Equipments sind quasi „das täglich Brot“ der Relyon Plasma in Regensburg.

Zu den Kunden von Relyon Plasma zählen unter anderem OEMs aus der Automotive-Industrie, Hersteller von Medical Devices, Maschinen- und Anlagenbauer sowie Unternehmen aus den Branchen Elektro- und Elektronik, Pharma, Lebensmittel, Verpackung, Kunststoff, Textil und Bekleidung, Metallbe- und verarbeitung. Es sind fast ausnahmslos Hightech-Unternehmen, die permanent an der Entwicklung und Optimierung von Fertigungstechnologien arbeiten, welche die Innovationskraft der deutschen Industrie branchenübergreifend belegen.

Anzeige

In die Verpackungsanlagen eines Kunden sind vierundzwanzig Plasmakanäle integriert. Das bedeutet auf den ersten Blick zwar höhere Investitionskosten, aber die Plasmaprozesse beschleunigen den gesamten Verpackungsprozess derart, dass die Produktionskosten im Endeffekt niedrig sind. Das wiederum spricht für einen schnellen Return-On-Investment.

Die Handhabung der Plasmaerzeuger war zu automatisieren
Die (Sonder-)Anlagen, in denen Plasmasysteme von Relyon verbaut sind, sind üblicherweise auf Durchsatz getrimmt und hochgradig automatisiert. Die Betreiber solcher Anlagen erwarten zu Recht, dass innerhalb der gesamten Prozesskette Plasmaanwendungen nicht zum Flaschenhals werden. Sie sollen reibungslos funktionieren, und zwar taktsynchron mit den anderen ablaufenden Prozessen. Also mussten die Entwickler bei Relyon die Handhabung der Plasmaerzeuger automatisieren. Nachdem man alle infrage kommenden Handhabungssysteme ausgiebig analysiert hatte, fiel die Wahl auf eine Roboterlösung – eingebettet in eine Zelle.

Deren Anforderungen: Beim Arbeiten mit Plasma fallen applikationsbedingt Feinststäube an. Deshalb wollte man als vollautomatische Handhabungslösung einen Standardroboter, der unter diesen Bedingungen absolut zuverlässig arbeitet, der hoch dynamisch ist und eine hohe Wiederholgenauigkeit leistet. Außerdem war ein Systemintegrator als Partner gewünscht, da Relyon kein Automatisierer ist, sondern Entwickler von Plasmatechnologien. Die Wahl fiel auf Kawasaki Robotics. Nach eingehender Beratung durch den Kawasaki-Vertriebsleiter Carsten Stumpf entschieden sich die Relyon-Entwickler für den sechsachsigen Roboter RS005L. Dieses Gerät trägt bei einem Eigengewicht von 35 Kilo fünf Kilo Nutzlast, hat eine Wiederholgenauigkeit von plus/minus 0,03 Millimeter und eine Reichweite von gut 900 Millimeter. Montiert werden kann der Roboter als Standgerät auf einem Arbeitstisch oder hängend an der Wand beziehungsweise an der Decke einer Roboterzelle, sodass der darunterliegende Arbeitsraum frei bleibt für (großvolumige) Werkstücke. Alle Achsen des Roboters, der standardmäßig von einem E71 Controller gesteuert wird, sind in Schutzart IP65 ausgeführt, die Handgelenkachse sogar in IP67.

Roboter erfüllt alle Anforderungen
Der RS005L erfüllt alle Anforderungen optimal; an der Dynamik des Roboters sei nichts auszusetzen. Er kann aufgrund seiner Achsgeometrie die Düse des Plasmaerzeugers auf jedem Punkt des mit Plasma zu behandelnden Werkstücks präzise positionieren und selbst komplizierte dreidimensionale Konturen abfahren.

Kommunikationstechnisch setzt Relyon Plasma auf den CAN-Bus, weil sich CAN-Protokolle aufgrund der hohen Datensicherheit in verschiedenen Branchen etabliert haben. Relyon stellt aber die Kompatibilität mit anderen Feldbus-Protokollen wie Profibus, Profinet oder Devicenet sicher. Für die Software-Programmierung des Roboters stand Kawasaki zur Verfügung. Inzwischen haben einige Anwendungstechniker Schulungen zur Roboter-Inbetriebnahme, -Programmierung und -Bedienung in Neuss absolviert.

Bei Relyon Plasma wird eine solche Roboterzelle zur Bemusterung von Plasmaprozessen genutzt, etwa für die Reinigung von Motoren oder von Dichtgeometrien bei Scheinwerfern. Es geht dabei vornehmlich um den Nachweis, dass der jeweilige Prozess so sicher und stabil verläuft, wie es sich der Anwender wünscht.

Offensichtlich überzeugt die Roboterlösung mit dem RS005L: Zwei solcher Zellen sind Mitte 2015 als integraler Teil zweier Fertigungsanlagen verkauft worden – nach Brasilien und nach China. Die Kunden: OEMs aus der Automobil-Branche.

Einen neuen, zukunftsträchtigen Wachstumsmarkt hat Relyon schon ausgemacht: die Schuhindustrie, konkret die Hersteller von Sport- und Freizeitschuhen. Hier trifft Maschinenbau „Made in Germany“ auf Kunden aus aller Welt – qualitätsbewusst, innovativ hinsichtlich neuer Materialien und immer auf der Suche nach sicheren Fertigungsverfahren für Großserienprodukte, mit Produktionsniederlassungen vornehmlich in Asien. pb


Kawasaki Robotics ist ein Geschäftsbereich des japanischen Konzerns Kawasaki Heavy Industrys und befasst sich seit gut 40 Jahren mit der Entwicklung und dem Bau von Industrierobotern für unterschiedlichste Applikationen. Die deutsche Niederlassung Kawasaki Robotics GmbH in Neuss fungiert als Europazentrale sowie als Vertriebs-, Service- und Engineering-Zentrum für Deutschland.


Plasma – wofür und warum?
Plasmatechnologien dienen unter anderem zum

  • Reinigen von Metall, Glas und Kunststoffen
  • Aktivieren von Oberflächen für optimierte Benetzbarkeit
  • Beschichten für neue Oberflächeneigenschaften
  • Unterstützen von Klebe- und Laminierprozessen
  • abichten und versiegeln
  • chemiefreien Bleichen von Textilien
  • Sterilisieren von Geweben und thermisch labilen Kunststoffen
  • Behandeln von Lebensmitteln für höhere Qualität und Haltbarkeit
Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige
Anzeige
Zur Startseite