Energiezuführung für Roboteranlagen Flach gebaut und 3D-beweglich

Steffen Modes, Leiter Instandhaltung Rohbau der MA Automotive Deutschland GmbH im sächsischen Treuen beschreibt den hoch komplexen Maschinenpark wie folgt: \“Drei Pressen- und acht Rohbaulinien sowie rund hundert Roboter sind bei uns im Einsatz\“. Das Unternehmen gehört zur CLN Holding (u.a. MA Automotive), dem größten Stahl-Service-Center Italiens mit Sitz in Turin. Der Konzern verfügt über 34 Standorte in Europa und zwei Produktionsstätten in Übersee. Am Standort in Vogtland konzentriert man sich mit rund 185 Mitarbeitern seit der Werkseröffnung im Jahr 2004 auf die Herstellung von Einzel-, Struktur- und Außenhautteilen aus Stahl und Aluminium. \“Wir sehen uns als Qualitätspartner unserer Kunden aus der nationalen und internationalen Automobilindustrie\“, erläutert Steffen Modes die Firmenphilosophie des Zulieferunternehmens. Jährlich hohe Ausfallkosten Vollautomatische Roboteranlagen bestimmen den Karosserierohbau. In einem Bereich ist ein Roboter für das Handling von Heckklappen zuständig. Hier war es in der Vergangenheit immer wieder zu unvorhergesehenen Anlagenstillständen gekommen, da das werksseitig am Roboter montierte Schlauchpaket den beengten Verhältnissen vor Ort nicht standhielt. Es verhakte sich, blieb hängen und riss immer wieder ab. \“Im Durchschnitt stand die gesamte Anlage im Jahr 657min still. Das bedeutete, dass uns Kosten von mehr als 100.000E im Jahr entstanden sind. Das war auf Dauer nicht tragbar\“, verdeutlicht Steffen Modes, \“verstärkt suchten wir also nach Abhilfe.\“ Der Roboter bedient insgesamt acht verschiedene Stationen in der Anlage. Er nimmt die Einzelteile genau in den Vorrichtungen auf, führt sie anderen Vorrichtungen zu, ehe er die Heckklappen abschließend in zwei Behältertürmen abstapelt. \“Beim Ablegen reden wir von Kollisionswerten von maximal 3cm\“, veranschaulicht Modes die engen Platzverhältnisse vor Ort. Entsprechend stellen sich die zentralen Anforderungen an die Energiezuführung dar. Das Energiekettensystem muss eine hohe Zugfestigkeit sowie ein möglichst geringes Eigengewicht haben. Bei einer hohen Beschleunigung von 0 auf 2m/s gilt es zudem hohen Kräften standzuhalten. Hinzu kommen widrigste Umgebungsbedingungen, so fällt z.B. extrem viel Schweißstaub an. \’Triflex RS\‘ gegen Schlaufen und Leitungsstress Seit dem Frühjahr 2008 kommen nun Energiezuführungen aus dem Hause igus GmbH, Köln, zum Einsatz. Dabei handelt sich um das System \’Triflex RS\‘, ein kompaktes Universalmodul, mit dem die Energiekette platzsparend parallel und eng am Roboterarm geführt wird. Leicht und schnell lässt es sich an allen am Roboter vorhandenen Befestigungspunkten montieren, egal ob seitlich oder \’on top\‘. Aufgrund der geringen Bauhöhe und der schlanken Kettenführung können mit \’Triflex RS\‘ alle Roboterbewegungen selbst auf engstem Bauraum funktionssicher realisiert werden. Das fettfreie Energiekettensystem besitzt eine integrierte Rückzugsfeder. Durch den Einsatz von Federstäben, die in den Federstabmodulen stecken, wird automatisch eine gerichtete Vorspannung erzeugt. \“Diese Rückzugsmechanismen ähneln denen einer Angelrute und halten die Energiekette immer auf Spannung,\“ erläutert Yve Kirsch, technischer Verkaufsberater im igus-Büro Thüringen. \“Auf diese Weise wird die Kette auch bei komplexen dreidimensionalen Bewegungen stets eng am Roboterkopf geführt, so dass sich keine Schlaufen und Leitungsstress bilden.\“ Ein Verhaken etwa an Werkzeugen, am Werkzeugträger oder an anderen Störkanten kann nicht passieren. Enger Bauraum \“Insgesamt waren es vier Problemroboter, bei denen wir mit äußerst engen Platzverhältnissen zu kämpfen hatten\“, berichtet Steffen Modes. \“Sie wurden nach und nach alle mit dem \’Triflex R\‘-Set von igus umgerüstet und bereiten uns heute keine Sorgen mehr. Die früheren Anlagenstillstände gehören nun der Vergangenheit an, alle Roboter laufen seit inzwischen 18 Monaten komplett störungsfrei.\“ Innerhalb kürzester Zeit hatte sich die Investition bereits amortisiert. Seit erfolgter Umrüstung wurden bereits 1,38Mio. Zyklen gefahren. Schlag- und abriebfest, robust und schmutzabweisend Die vier Roboter des Automobilzulieferers sind mit der Energiekette \’Triflex R\‘ ausgerüstet, und zwar in der geschlossen Ausführung \’Triflex TRC70\‘. Die Energiezuführung sorgt für hohe Flexibilität bei komplizierten Bewegungen, auch in der 6. Achse. Jedes Kettenglied kann in der Längsachse um ca. +/- 10° verdreht werden. Hierdurch wird ein Führen der Leitungen um schwierige Geometrien unterstützt. Die hohe Zugkraftaufnahme erfolgt durch das sogenannte \’Trailer-Prinzip\‘ (ähnlich dem Mechanismus \’Kugel/Kugelpfanne\‘). Pfanne und Kugel bilden nach dem Einrasten eine bewegliche Verbindung, die geschmeidige Bewegungen in allen drei Achsen mit passendem Kraftschluss kombiniert, und damit eine hohe Zugfestigkeit gewährleistet. Eine Torsion der Längsachse bis +/- 380° pro Meter ist möglich. Sowohl in der Radius- wie in der Torsionsbewegung bietet die \’Triflex R\‘-Energiekette durch ihr integriertes Anschlagsystem einen die Leitungen schonenden Mindestbiegeradius. Schließlich ermöglicht die Universalbeweglichkeit des Gesamtsystems überdies ein schnelles Teachen. Ein weiterer Punkt sind die guten mechanischen Eigenschaften dieser Energiekette. Schlag- und abriebfest, robust und schmutzabweisend wehrt sie im rauen Industrieeinsatz den allgegenwärtigen Schweißstaub ab. Rüstzeiten werden durch eine einfache Anbindung und passendes Zubehör, wie in diesem Fall Zugentlastungssysteme und Bügelschellen, minimiert. Erfolgreich umgerüstet von A bis Z