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Roboter schleifen Schaltschränke produktiver

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Druckluftkupplung an Vakuumgreifern bei Rittal

Weil die Unterdruckleitungen an den Vakuumgreifern ihres Schleifroboters durch starke mechanische Belastungen immer wieder undicht wurden, setzte Rittal versuchsweise Multiflex‐Schwenkkupplungen von Atlas Copco ein. Der eigentlich für Druckluftwerkzeuge konzipierte Kupplungstyp bewährt sich inzwischen seit über einem Jahr.

Essen, Dezember 2015. Tausende von Schaltschränken aus Edelstahl produziert Rittal in seinem Werk im hessischen Wissenbach jedes Jahr. Nach dem Schweißen müssen die Nähte der Gehäuse mit Schleif- und Polierbürsten nachbearbeitet werden, weil der Werkstoff durch das Schweißen farbig wird. „Bis vor zwei Jahren haben wir das fast durchweg in Handarbeit erledigt“, berichtet Dipl.-Ing. Jörg Waldschmidt vom Rittal Technologie- und Servicecenter. „Aber nachdem die Produktionsmengen stetig anstiegen, konnten wir unseren Mitarbeitern diese laute und körperlich anstrengende Tätigkeit nicht mehr zumuten.“

Roboter erledigt Schleifarbeiten

Im Bereich der AE-Edelstahl-Kompaktschaltschrank-Serie übernimmt seit einiger Zeit ein Roboter den Hauptteil dieser Arbeiten. Da der Industrieroboter in einer geschlossenen Zelle arbeitet, sank der Lärmpegel in der Werkshalle spürbar. Auch die Staubbelastung verringerte sich durch diese Abkapselung. „Der Roboter entnimmt über seine Vakuumgreifer mit einem Unterdruck von 0,8 bar die Gehäuserohlinge der Fertigungslinie und führt sie an den rotierenden Korundschleifmitteln, speziellen Bürsten, Schleifbändern und Polierscheiben für die Außen- und Innenbearbeitung entlang“, schildert Jörg Waldschmidt den Fertigungsablauf.

Vakuumleitungsverbindungen verschleißen schnell

Dabei wählte man die Vakuumgreifer als wirtschaftlichste und praktikabelste Lösung. „Doch diese war nicht frei von Problemen“, gibt der Produktionsverantwortliche zu. Starke Belastung durch die vielfachen Dreh-, Schwenk- und Kippbewegungen in allen Achsen sowie der Dreischichtbetrieb in der abrasiven Umgebung ließen die Dichtungselemente an beanspruchten Verbindungselementen der Vakuumleitungen schon nach kurzer Zeit verschleißen. „Der Unterdruck war durch kleine Lecks einfach nicht mehr stark genug, und so konnten die Werkstücke im schlimmsten Fall aus dem Greifer rutschen. Defekte Leitungen am Roboter, Schäden an den Bearbeitungsmaschinen sowie Macken und Beulen am Bauteil selbst waren die Folge“, blickt Jörg Waldschmidt zurück.

Schwenkkupplung steigert Anlagenverfügbarkeit

Beim Besuch der Metallmesse Mittelhessen fanden er und sein Kollege Markus Bräuer die Lösung ihres Problems: Atlas Copcos Fachhandelspartner Weil Drucklufttechnik zeigte auf seinem Stand neuartige Schlauchkupplungen von Atlas Copco Tools, die in zwei Achsen jeweils um 360° schwenken können. „Die unter einem Winkel von 45 Grad zueinander angeordneten zwei Drehachsen dieser Kupplungen würden sämtliche Biegespannungen in den Leitungen kompensieren und unser Verschleißproblem an dem Roboter beheben“, ging es den beiden durch den Kopf. Die Multiflex genannten Kupplungen, die in sieben Ausführungen mit Nennweiten von 1/8 bis 1/2 Zoll zur Verfügung stehen, sind eigentlich lediglich für den (Überdruck-)Betrieb von Druckluftwerkzeugen vorgesehen. Dennoch ließen Waldschmidt und Bräuer es auf einen Versuch ankommen. „Denn warum sollte eine Armatur, die den Bedienern das Arbeiten mit steifen und unter Druck stehenden Schläuchen erleichtert, nicht auch einen Robotereinsatz mit Unterdruck bestehen?“, fragte sich Waldschmidt.

Der Mut des Diplom-Ingenieurs, Neues – zweckentfremdet – auszuprobieren, wurde belohnt. Durch die Multiflex-Schwenkkupplung finden die Leitungen am Roboterarm jetzt immer ihre optimale Position. Materialbelastende Biegespannungen gibt es nicht mehr. Mit den beiden Schwenkkupplungen von Atlas Copco Tools läuft der Roboter inzwischen schon seit anderthalb Jahren ohne Einschränkungen in täglich drei Schichten.

„Seit dem Einbau der Kupplungen konnten wir keine Undichtigkeiten mehr an den Verbindungen der Vakuumleitungen feststellen“, betont Waldschmidt. Und dass diese „Lösung von der Stange“ dem Unternehmen das Problem zu vernachlässigbaren Kosten vom Hals schaffte, sei gleichfalls hervorzuheben. „Anwendern von Industrierobotern mit ähnlichen Herausforderungen können wir die Multiflex-Kupplung daher mit gutem Gewissen empfehlen.“

Autor: Heiko Wenke

Über Atlas Copco

Der Industriekonzern Atlas Copco ist mit seinen Produkten und Dienstleistungen in den Branchen Kompressoren und Drucklufttechnik, Bau und Bergbau sowie Industriewerkzeuge und Montagesysteme weltweit führend. Mit seinen innovativen Produkten und Dienstleistungen bietet Atlas Copco Lösungen für nachhaltige Produktivität. Der 1873 gegründete Konzern hat seinen Hauptsitz in Stockholm, Schweden, und ist weltweit in über 180 Ländern vertreten. 2014 hatte Atlas Copco rund 44000 Mitarbeiter und setzte 10,3 Milliarden Euro um. www.atlascopco.com

Atlas Copco Tools gehört zum Konzernbereich Industrietechnik. Die Geschäftsbereiche Allgemeine Industrie und Fahrzeugindustrie fertigen und vertreiben handgehaltene Elektro- und Druckluftwerkzeuge, Hydraulikschrauber, Montagesysteme, pneumatische Antriebstechnik, Hebezeuge, Software und Zubehör für die Industrie. Mit seinem Geschäftsbereich Service bietet Atlas Copco Tools ein globales Projektmanagement für multinational tätige Kunden sowie umfassende Dienstleistungen an: von der klassischen Reparatur über umfassende Wartungsverträge für die gesamte Fertigungstechnik bis hin zu Kalibrierungen aller Messmittel. www.atlascopco.de

Infobox zu Rittal

Schaltschränke, Stromverteilung, Klimatisierung, IT-Infrastruktur sowie Software & Service. Systemlösungen von Rittal kommen in allen Bereichen der Industrie, im Maschinen- und Anlagenbau sowie in der ITK-Branche zum Einsatz. 1961 gegründet, ist Rittal mit 11 Produktionsstätten, 64 Tochtergesellschaften und 40 Vertretungen weltweit präsent. Mit insgesamt 10.000 Mitarbeitern ist Rittal das größte Unternehmen der inhabergeführten Friedhelm Loh Group, Haiger, Hessen. Die gesamte  Unternehmensgruppe beschäftigt über 11.500 Mitarbeiter und erzielte im Jahr 2014 einen Umsatz von rund 2,2 Milliarden Euro. Weitere Informationen: www.rittal.de und www.friedhelm-loh-group.com.


Bild 1: Der Schleifroboter führt das Schaltschrankgehäuse an den rotierenden Schleifbändern, Bürsten und Polierscheiben entlang. Die Multiflex-Kupplung folgt allen Bewegungen des Roboters, so dass die Leitungen nicht mehr unter Biegespannungen leiden. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 2: Das Gehäuse wird über die Vakuumgreifer der Linie entnommen und automatisch an den rotierenden Schleifbändern, Bürsten und Polierscheiben entlanggeführt. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 3: Jörg Waldschmidt, Diplom-Ingenieur bei Rittal (links), entdeckte mit seinem Kollegen Markus Bräuer die Multiflex-Kupplungen auf einer Messe. „Weil die Leitungen am Roboterarm in allen Achsen gedreht, gekippt und geschwenkt werden, verschlissen die Leitungen in der abrasiven Umgebung der Bearbeitungszelle sehr schnell. Das ist jetzt vorbei“, sagt Waldschmidt. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 4: Mit der Multiflex-Kupplung folgt jeder Druckluftschlauch allen Bewegungen des Werkers. Die Kupplung arbeitet leckagefrei und lässt sich in alle Richtungen drehen und schwenken. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 5: An dieser GTG-Turboschleifmaschine macht das Zubehörteil Schluss mit störrischen Schläuchen und bringt dem Werker mehr Bewegungsfreiheit; denn der Druckluftschlauch folgt allen Bewegungen des Werkers. Zugleich wird die Bildung von Schlauchklanken verhindert, die sonst gefährliche Stolperfallen bilden können. (Bild: Atlas Copco Tools)


Bild 6: Hier wird der Schaltschrank an einer Polierscheibe entlanggeführt. Deutlich sieht man, wie die Multiflex-Kupplung allen Bewegungen des Roboters folgt. (Bild: Atlas Copco Tools)