November

Productronica, München

Internationale Fachmesse der Elektronik-Fertigung
12. bis 15. November
www.productronica.de

Compamed, Düsseldorf

Fachmesse für die medizinische Zuliefererbranche und Produktentwicklung
18. bis 21. November
www.compamed.de

formnext, Frankfurt a.M.

Fachmesse für den Werkzeug- und Formenbau, Design und Produktentwicklung und additive Fertigungstechnologie
19. bis 22. November
www.messefrankfurt.com

SPS, Nürnberg

Internationale Fachmesse für elektrische Automatisierung, Systeme und Komponenten
26. bis 28. November
www.mesago.de

Januar

Euroguss, Nürnberg

Internationale Fachmesse für Druckguss: Technik, Prozesse, Produkte
14. bis 16. Januar
www.euroguss.de

Swiss Plastics, Luzern

Schweizer Kunststoffmesse
21. bis 23. Januar
www.swissplastics-expo.ch

Februar

FMB Süd, Augsburg

Zuliefermesse Maschinenbau
12. und 13. Februar
www.fmb-sued.de

Maintenance, Zürich

Schweizer Fachmesse für industrielle Instandhaltung
12. und 13. Februar
www.maintenance-schweiz.ch

Das Roboter-Spannmodul R-C2 von Gressel …

Werkstück-Spannung meets Roboter-Handling

Gressel AG
Schützenstrasse 25
CH-8355 Aadorf

T +41 (0)52 368 16 16
www.gressel.ch
info@gressel.ch

Transport in die Bearbeitungsmaschine.

Die revolutionäre Lösung für die automatisierte Einzelteil- und Kleinserienfertigung vom Spanntechnik-Spezialisten Gressel AG – das patentierte Roboter-Spannmodul R-C2 kombiniert in einzigartiger Art und Weise das Belade-Handling mit der Werkstück-Spannung!

Der Referenz-Prozess gemäss VDI 2860 (zurückgezogen aber nicht ersetzt) beschreibt sämtliche Verrichtungen, die für ein automatisiertes Werkstück-Handling inklusive aller Einzelschritte zum Spannen und Entspannen von Rohteilen, Halbfabrikaten oder fertig bearbeiteten Werkstücken – ab der Aufnahme der geordneten Aufnahme der (Roh-)Teile bis zur geordneten Ablage der fertigen Werkstücke – erforderlich sind. In der Praxis kommen dafür zum einen Werkstück-Spanner für bestimmte Werkstück-Dimensionen, zum anderen Roboter-Greifer für bestimmte Spanner-Baugrössen, und schliesslich entsprechende auf dem Maschinentisch montierte (Nullpunkt-)Spannaufnahmen beziehungsweise am Roboter montierte Basis-Wechselgreifer eben zur Aufnahme der unterschiedlichen Greifer zum Einsatz. Darüber hinaus sind für einen automatisierten Handhabungsprozess diverse Zusatzfunktionen wie Wechseln der Backen oder automatisches Verstellen auf die jeweiligen Werkstückgrössen notwendig, und auch das automatisierte Einstellen der Spannkräfte ist zu berücksichtigen.

Überbordende Komplexität hemmt durchgängige Auto­matisierung
Die Komplexität der nur vermeintlich einfachen Handhabungsabläufe verlangt ausserdem nicht nur nach konsequenter Erfassung und Überwachung aller Einzelschritte, sondern es sind bis dato auch mehrere Werkstück-Spanner sowie mehrere Roboter-Greifer notwendig, um in der zunehmenden Einzelteil- und Kleinserienfertigung durchgängig automatisierte Prozesse realisieren zu können. Aktuell beschränken sich die Lösungen und Entwicklungen der Hersteller von Werkstück-Spanntechnik und von Roboter-Greifern auf die Funktionsintegration in Werkstückspannern und Robotergreifern. Am Ende hat der Anwender somit zwar eine automatisierte Fertigung vor Augen, überlegt sich wegen hoher Investitionen in die Basistechnik sowie in viele Spanner und Greifer jedoch sehr genau, wie weit Digitalisierungs- Trends rund um mechanisch angetriebene Werkstück-Spannung und robotergestütztes Werkstück-Handling wirklich praktikabel sind und vor allem auch wirtschaftlich Sinn machen. Der Schweizer Spezialist für Werkstück-Spanntechnik und Fertigungs-Automatisierung Gressel AG, CH-8355 Aadorf, hat sich folgerichtig dieser drängenden Problematik angenommen und in ­einem Entwicklungsprojekt «Roboter-Spannmodul» sämtliche Einzel-Funktionen analysiert.

Viele Werkstückspanner
und diverse Robotergreifer vs. Roboter-Spannmodul R-C2
Das Grundproblem lautet: Vom Rohteil über das Halbfabrikat bis zum Fertigteil ändert sich die jeweilige Werkstück-Kontur! Allein für das Rohteil-/Werkstück-Handling sind bis zu vier verschiedene Greifer-/Fingerkonturen erforderlich: Rohteilgreifer, Greifer-OP 10 entladen, Greifer-OP 20 beladen, Greifer-OP 20 entladen. Als Nächstes fällt zum Wenden noch eine werkstückspe­zifische Ablage an. Des Weiteren werden zum Spannen Backe-OP 10 beziehungsweise Backe-OP 20 gewechselt; und für die Ablage sind sowohl eine Rohteil/Halbfabrikat- als auch eine Fertigteil-Ablage unerlässlich. Bei jedem einzelnen Werkstück fällt somit ein hoher Initial-/Handling- als auch Umrüstaufwand an! Mit der Entwicklung des «Roboter-Spannmodul R-C2» ist es den Ingenieuren von Gressel gelungen, die Funktionen «Greifen und Spannen» in einem System zu integrieren, weil das Roboter-Spannmodul einerseits «formunabhängig» zupackt und andererseits solche teuren Komponenten wie Rohteilgreifer und Greifer für die Prozessschritte OP 10 entladen, OP 20 Beladen, OP 20 entladen sowie auch die erwähnte werkstückspezifische Ablage überflüssig macht! Das Roboter-Spannmodul fungiert demnach als Spanner zum Fixieren und Spannen des Rohteils/Halbfabrikats/Fertigteils wie auch als «Transportmittel» für das Werkstück-Handling ab der Rohteilaufnahme bis hin zur Ablage des Fertigteils.

Funktionsintegration reduziert Abläufe und Investitionen
Der Prozessablauf mit dem Roboter-Spannmodul R-C2 gestaltet sich wie folgt: Der Roboter beziehungsweise das Handlingsystem für die Werkstück-Beschickung wird einmalig mit dem Roboter- Spannmodul R-C2 ausgerüstet. An dieses wird – je nach Bedarf/Werkstück­familie – der Werkstück-Spanner für die Teiledimensionen 80x130 mm beziehungsweise 125x300 mm angedockt. Der Roboter fährt mit dem Werkstück-Spanner zur (Rohteil-/Halbfabrikat-)Ablage in die Aufnahme-Posi­tion, fixiert und spannt das Werkstück, verfährt auf den Maschinentisch und setzt die Spanneinheit auf dem Nullpunkt-Spannsystem ab. Nach dem Spannen erfolgt die Bearbeitung, währenddessen der Roboter ausserhalb des Arbeitsbereichs in Ruhestellung verharrt. Nach der Bearbeitung holt der Roboter die Spanneinheit mit dem Halbfabrikat beziehungsweise dem Fertigteil ab und verfährt wieder in die Ablage-Position. Die Kombination aus Greifen und Spannen sorgt dafür, dass sich die vorher unzähligen werkstückspezifischen Schnittstellen – und die dafür benötigten Greifer/Spannmittel! – auf ein Minimum von nur vier werkstückabhängigen Schnittstellen reduzieren (Ablage Rohteil im Speicher, Spannbacken-OP 10, Spannbacken-OP 20, Ablage Fertigteil im Speicher)! Das Roboter-Spannmodul bewirkt demnach eine Standardisierung von Werkzeugmaschine und Roboter, die Automatisierung läuft weitgehend unabhängig von der jeweiligen Werkstück-Geometrie, nur die Spannbacken und die Werkstückablage sind werkstück-/kundenspezifisch zu gestalten!

Investment in Automatisierung: 1 Roboter-Spannmodul und maximal 2 Spanneinheiten
Das Roboter-Spannmodul R-C2 von Gressel ist als Leichtbau­system konzipiert, wiegt 5 kg und verfügt über eine gesteuerte ­Servospann-Achse (Greif- und Spannkraft bis max. 35 kN) und eine Kopplungsvorrichtung. Die Werkstück-Spannkräfte sind im Bereich von 30 bis 100 Nm frei programmierbar. Das max. Handlinggewicht beträgt 40 kg. Zur ­Sicherheit ist die Spanntechnik energielos geschlossen, die Überwachung der Spannung erfolgt mittels Spannweitenmessung per Lasersensor, die Spannkraftmessung durch Überwachung des Motorenstroms. Ebenfalls überwacht wird die Funktion Ankoppeln und zum Lesen beziehungsweise Beschreiben ist ein RFID-Sensor integriert, der das ­Speichern von Backen-Konfigurationen erlaubt. Schliesslich sind die Pneumatik und Elektronik (Schnittstellen pta 6.2 und Profi-NET) voll integriert, sodass sich das Roboter-Spannmodul R-C2 problemlos installieren lässt. Das Roboter-Spannmodul R-C2 ist kompakt konstruiert und vermeidet Störkonturen weitgehend, womit die Funktionalität bei mehrachsiger Komplettbearbeitung voll erhalten bleibt. Zur weiteren Reduzierung von unproduktiven Nebenzeiten kann eine weitere Spanneinheit verwendet werden, die während der Bearbeitung des auf der Maschine befindlichen Werkstücks hauptzeitparallel zu beladen und auf einer Zwischenablage zu parken ist. In Summe sind somit maximal ein Roboter-Spannmodul R-C2 und zwei anzudockende Spanneinheiten erforderlich, um die Einzelteil- und Kleinserien-Fertigung hoch produktiv und äusserst wirtschaftlich durchführen zu können.