Auf Roboterentgraten upgraden für höhere Qualität & Effizienz

Unabhängig von der Größe der gefertigten Komponenten ist es entscheidend, ein bearbeitetes Teil „montagefertig“ zu machen, indem raue Kanten (Grate) durch Bohren oder Schneiden beseitigt werden. Während die meisten, wenn nicht alle, Hersteller die Wichtigkeit der Oberflächenveredelung verstehen, gibt es noch jene, die noch keinen optimierten Prozess wie robotergestütztes Entgraten auf ihren Produktionslinien implementiert haben, um Produktqualität und Durchsatz zu verbessern.

Für Unternehmen, die noch „auf dem Zaun“ sitzen bezüglich des Übergangs von manuellem zu automatisiertem Prozess, oder für Hersteller, die einen Wechsel zu robotergestütztem Entgraten anstreben, hier ein paar Dinge, die man beachten sollte:

Zahlreiche Vorteile sind erreichbar

Schnelle, fähige und präzise Roboter glänzen bei monotonen und gefährlichen Aufgaben wie Entgraten und bieten attraktive Vorteile:

• Höhere Qualität – hochpräzise und wiederholbar, liefert ein Roboter größere Genauigkeit für gesteigerte Produktqualität. Dies ist extrem wichtig für sicherheitskritische Teile (z. B. Strahltriebwerkskomponenten), wo selbst ein Grat von nur einem Bruchteil eines Zolls kostspielige Folgen haben kann. Mit dem richtigen Prozess entwickelt, sind roboterentgratete Teile konsistent – Teil für Teil und Tag für Tag. Roboterprogrammier-Compliance facilitiert dies, ermöglicht enge Toleranzen und sehr konsistentes Finish.

• Erhöhter Durchsatz – fähig, 24/7 bei maximaler Geschwindigkeit ohne die Ermüdung zu arbeiten, die ein menschlicher Arbeiter erleben würde, kann ein Roboter endlos in schnellerem Tempo einen Produktionslauf abschließen.

• Optimiertes Werkzeugmanagement – beim Entgraten ist Werkzeugverschleiß ein Thema. Die Automatisierung des Prozesses erlaubt dem Robotercontroller, Werkzeuglebensdauer zu überwachen und ein Leuchtfeuer-Visuell- oder Akustiksignal zu nutzen, um den Bediener zu alarmieren, dass Werkzeugwechsel ansteht.

• Besserer ROI – typischerweise kann ein Roboter in derselben Zeit mehr Teile fertigen als ein Mensch, was zu kürzerer Amortisationszeit und größerem Return on Investment (ROI) über den Roboterlebenszyklus führt.

• Verbesserte Sicherheit – wie erwähnt, kann Entgraten eine mühsame Aufgabe sein, die ihren Tribut an Arbeitssicherheit fordert. Verletzungen durch repetitive Bewegung sind häufig. Dazu kommt Potenzial für Hörschäden durch laute Maschinen oder Augenverletzungen durch Metallspray. Durch Automatisierung nachgelagerter Veredelungsprozesse haben Unternehmen die Chance, Arbeiter zu schützen und möglicherweise Versicherungsraten zu senken.

Verschiedene Systemoptionen verfügbar

Traditionell passiert robotergestütztes Entgraten auf zwei Arten: 1) Teil zum Prozess – Roboter bringt Teile zu Schleifrouter-Werkzeug oder Schleifer, oder 2) Prozess zum Teil – Roboter manipuliert das Prozesswerkzeug zu einem fixierten Teil. Damit im Hinterkopf, müssen weitere Überlegungen für die Wahl des besten Systems abgewogen werden:

Werkstückcharakteristika

Vom Materialtyp (Stahl, Titan, Aluminium etc.) und Teilegröße (Dicke, Breite, Länge etc.) bis zum Bedarf an Beschichtungen (z. B. Beschichtung oder Lack) gibt es viele Teileattribute und Prozesserfordernisse, die Maschinenkonfiguration und Schleifmitteltyp leiten helfen.

• Schleifmitteltyp – jeder Shop sollte einen detaillierten Produktionsplan haben, der Design-, Fertigungs- und Inspektionsanforderungen für jedes Teil umreißt. Spezifischer sollte der gewünschte Zustand und Look der Teilkanten spezifiziert werden. Dies hilft auch, Systemtyp und Schleifwerkzeug zu bestimmen. Von Bändern und Bürsten bis zu Scheiben und mehr – es gibt mehrere Standardwerkzeuge. Während Bänder bei der Entfernung vertikaler Grate an diversen Teilegrößen glänzen, sind Scheiben und Bürsten gut geeignet für Gratentfernung an kleinen Werkstücken. Kundenspezifische Schleifwerkzeuge können ebenfalls gefertigt werden.

• Mehrere Aufgaben – gelegentlich muss ein System mehrere Aufgaben bewältigen (z. B. Schneiden und Entgraten, Schleifen und Polieren etc.). Dann werden mehrere Spindeln oder werkzeugwechselnde Spindeln genutzt.

• Schmierstoffe – abhängig vom Metalltyp wird ein Nass- oder Trockenschleifprozess implementiert. Ideal für Kohlenstoffstahl, sind Trockenschleifsysteme typischerweise günstiger und wartungsärmer. Häufig bei Aluminium und anderen ungleichen Metallen genutzt, sprühen Nassschleifsysteme Schneidflüssigkeiten (Kühlmittel als Gele, Pasten, Aerosole etc.), um Reibung, Hitze und hochentzündliche Staubpartikel zu reduzieren.

• Fabrik-Workflow – ein guter Griff auf Fabrik-Workflow hilft, den besten Roboter oder das beste System für den Job zu bestimmen. Wie immer ist es wichtig, strategisch zu planen, wie neue Ausrüstung mit bestehender Automatisierung passt, und sie so zu implementieren, dass sie aktuelle Operationen verbessert und Shopfloor-Staus vermeidet.

Technologische Durchbrüche öffnen Türen

Während die Implementierung eines robotergestützten Entgratungssystems in der Vergangenheit auf mittlere bis hohe Volumen mit Low-Mix-Teilen begrenzt war – aufgrund hoher initialer Kapitalkosten und Systemflexibilitätseinschränkungen – entstehen smarte und adaptive Robotertechnologien, da Roboterhersteller und Softwareentwickler Plattformen ständig aktualisieren, um neueste Technologien widerzuspiegeln.

Günstigere Roboter, zusammen mit intuitiven Programmieroptionen, veranlassen kleinere Hersteller (die nur manuelles Entgraten durchführten), Roboterautomatisierung für Mehrpunktanwendungen wie Trimmen, Entgraten und Laserschneiden neu zu bewerten.

Robuste Technologien adressieren Produktionsbedürfnisse

Process-to-Part Lösungen

Fotos: ACT Robots

Ob gerades Entgraten oder ein hybrider Entgraten/Polier-Prozess nötig ist – Unternehmen wie ACT Robots (Bristol, CT) spezialisieren sich auf Entgraten kleiner und großer Teile gleichermaßen und bieten multiple Optionen für diverse Bedürfnisse. Spezifischer bietet ACT offene und geschlossene Schleifen Entgraten oder Oberflächenveredelungs-Prozesslösungen.

„Erfolgreiche Anwendung des Oberflächenveredelungsprozesses auf Kundenteile erfordert nicht nur Wissen über robotergestützte Systemintegration, sondern auch umfangreiche Erfahrung in Oberflächenveredelung, präzise Kontrolle multipler Prozessparameter und Teilemetrologie oder Scantechniken in offenen oder geschlossenen Prozessen“, sagt Mark Zamaria, VP Engineering bei ACT Robots. „Die Fähigkeit für Test und Prozessentwicklung von Kundenteilen ist ebenfalls hochwichtig.“

Im offenen Schleifenprozess liefert Wiederholbarkeit des Roboters (kombiniert mit Prozessparameterkontrolle und Schleifmittelverschleißmanagement) konsistente Ausgabe für Teile mit gleichen Eingangsbedingungen. Der geschlossene Schleifenprozess integriert Teilescanning oder Messsysteme wie Kantenprofilscanner, Lasersensoren, Profilometer oder Wirbelstromsonden, um Ergebnisse zu prüfen und Prozessparameter neu zu berechnen, um unregelmäßige Teilebedingungen zu kompensieren.

Part-to-Process Lösungen

Ellison Technologies (Los Angeles, CA) widmet sich, Maschinenbauern zu helfen, „keinen Grat zurückzulassen“ und hat RoboBurr geschaffen – eine schlanke, schlüsselfertige robotergestützte Lösung, die Grate eliminiert, während sie Shops die Flexibilität gibt, qualifizierte Arbeiter voll auszunutzen. Weiterhin: „RoboBurr ist mit der Denkweise entworfen, Kunden zu helfen, ihre Prozesse, Durchsatz, Sicherheit und OEE zu verbessern“, sagt Jeff Lage, President von Ellison Technologies. „Repetitive Bewegung und Augenverletzungen bleiben einige der höchsten Verletzungszahlen jährlich in der Zerspanung noch heute – RoboBurr eliminiert diese Herausforderungen, während es Produktivität verbessert.“

Unsere Experten stehen Ihnen zur Verfügung

Wie bei jedem Kapitalkauf gibt es viele Facetten beim Entgraten zu bedenken. Unser erfahrenes Team aus Spezialisten und Ingenieuren kann Sie bei der Wahl der kosteneffektivsten und agilsten Lösung unterstützen, die Ihre spezifischen Produktions- und Finanzziele trifft.