Der ARS-Roboter, der inklusive Schaltschrank vollständig von Dönmez Sondermaschinenbau in Lehrte gefertigt wird, besteht aus einer Grundachse (X-Achse), auf der ein Dreharm (Y-Achse) aus einem verwindungs- und biegungsarmen Stahlprofil montiert ist. Damit deckt der Roboter nicht nur den X-Y Bereich ab, sondern - dank seiner speziellen Beschaffenheit - zusätzlich noch einen großen Bereich auf beiden Seiten der X-Achse. Hochpräzise, geschliffene und gehärtete Zahnstangen sorgen für einen reibungslosen Betrieb der X-Achse.

Die Vertikalachse (Z-Achse) ist direkt am Dreharm (Y) befestigt - dadurch wird eine optimale Steifigkeit des Aufbaues erreicht - und wird ebenfalls über eine Zahnstange angetrieben. Standardmäßig ist sie für einen Hub bis 1400 mm ausgelegt. Für Hübe, die darüber liegen, gibt es die Teleskopausführung. Dank der großzügig dimensionierten Antriebe werden Beschleunigungswerte von 16m/s2 erzielt und ermöglichen somit Eingriffszeiten von unter einer Sekunde, was zu einer deutlichen Produktivitätssteigerung führt.

Durch die bedienerfreundliche Kebasteuerung können alle Achsen miteinander sowohl linear als auch kreisförmig bewegt werden

Die Dreh- und Schwenkachsen des ARS Roboters werden von oben über Hohlwellen und speziell gefertigten Getrieben bewegt und sind aufgrund ihrer schlanken Bauweise hervorragend für Arbeiten/Handling in beengten Verhältnissen geeignet wie das Ablegen in Kartons oder Werkstückträgern.

Alle fünf Achsen werden mittels präziser AC-Servomotoren mit Absolut-Wegmess-System angetrieben. Dadurch können alle Achsen parallel mit hoher Beschleunigung gefahren werden. Die stabile Konstruktion garantiert auch bei hohen Verfahrensgeschwindigkeiten nur minimale Schwingungen, so dass präzises Entnehmen und Ablegen mit hoher Wiederholgenauigkeit möglich ist (Neuzustand +/- 0,05mm).

Die praxiserprobte Keba-Robotersteuerung arbeitet zuverlässig und effizient. Alle Abläufe können dank einer bedienerfreundlichen Programmieroberfläche auf dem Acht-Zoll-Farbdisplay einfach und schnell programmiert werden. Das Besondere der Kebasteuerung liegt darin, dass alle Achsen miteinander sowohl linear als auch kreisförmig bewegt werden können. Mit Schnittstellen zu allen gängigen Bus-Systemen kann die Steuerung problemlos auch eine umfangreiche Peripherie problemlos verwalten. Ein zusätzlicher Schaltschrank ist nicht erforderlich.

Einsatz eines ARS Roboter mit Peripherie bei Joma Polytec/Bodelshausen für verschiedenste Anwendungen in der Kühlerherstellung

Hohe Flexibilität bei geringem Platzbedarf: Der ARS-Roboter mit Peripherie zur Federnmontage und Verpackung von Luftkästen

Der für die Firma Joma Polytec/Bodelshausen gefertigte ARS-Roboter entnimmt Luftkästen aus der Spritzgießmaschine, entfernt den Anguss und führt sie einer Station zur Montage von Federn zu. Parallel zu diesem Prozess werden Federn in einem Werkstückträger lagerichtig und prozesssicher zugeführt und vereinzelt. Eine weitere Servoachse - die ebenfalls über den Roboter gesteuert wird - entnimmt die einzelnen Federn, unterzieht diese einer Qualitätsprüfung und legt sie dann zur Montage in eine entsprechende Vorrichtung ein. Dort erfolgt die Montage der einzelnen Federn. Anschließend entnimmt der ARS Roboter den fertig bestückten Luftkasten und stapelt ihn lagerichtig in kundeneigene Boxen.

Die X-Achse hat einen Verfahrweg von 5000 mm, die Y-Achse schwenkt motorisch bis zu 270°. Die Z-Achse ist als Teleskopachse für einen Hub von 2000 mm ausgeführt. Die Drehachse schwenkt motorisch bis 360° und die Klappachse - ebenfalls motorisch - bis 180°.

Bauteilentnahme

Nach der Entnahme aus der Spritzgießmaschine führt der Roboter den Luftkasten an den Angusspicker. Beim Schneiden hält eine kleine Zange den Anguss, und lässt ihn nach dem Schneiden in einen Trichter fallen. Anschließend wird an der benachbarten Station überprüft, ob der Anguss richtig abgeschnitten wurde.

Montageeinheit und Angußpicker

Ist das Prüfergebnis positiv, wird der Luftkasten zur Federmontage auf den Montagesockel aufgesetzt und mit einer Feder komplettiert. Das Aufsetzen der Feder wird über Sensoren überwacht.

Das Federnmagazin fasst 75 Federn. Unterhalb der Feder - in der Grundplatte des Magazins - sind Dauermagnete eingebracht. Diese stabilisieren die Feder zusätzlich, um ein gesichertes Entnehmen zu gewährleisten. Die Federn werden manuell eingelegt.

Die Magazine sind einseitig farblich gekennzeichnet. Beim Einlegen müssen die Federn mit dem abgebogenen Ende von der farblichen Markierung wegzeigen. Sollte der Werkstückträger (WT) falsch in die Zuführung eingelegt werden, so stoppt die Zuführeinheit automatisch vor der Vereinzelung der Werkstückträger. Auf diese Weise ist das lagerichtige Entnehmen der Feder gewährleistet.

Montageeinheit und Federnzuführung: Die Anzahl der Werkstückträger ist für eine Schicht dimensioniert.

Federnzuführung

Die Federnzuführung besteht im Wesentlichen aus einem Grundgestell, in das zwei Gurtförderer, ein Lift und eine Vereinzelung sowie eine Aushub- und Positionierstation integriert sind. Die mit Federn bestückten Werkstückträger werden, mit der farblich markierten Seite nach rechts, auf den oberen Gurtförderer aufgelegt. Dieser fördert die Werkstückträger in Richtung Vereinzelung und Hubstation. Sollte doch einmal ein WT falsch auf den Gurtförderer aufgelegt worden sein, stoppt der WT selbstständig und muss manuell aus der Anlage entnommen werden. Falls mehrere Werkstückträger auf das Zuführband aufgelegt werden, werden diese automatisch an der Vereinzelung gestoppt. Es wird immer nur einer bis zur Aushub- und Positionierstation durchgelassen. Hier wird der WT ausgehoben, über Zentrierstifte auf der Aushubplatte positioniert und lagerichtig zur Entnahme der Federn bereitgestellt. Die richtige Lage des Werkstückträgers wird zusätzlich über Sensoren überwacht.

Jetzt können die Federn mittels Servoachse entnommen werden.

Nachdem alle Federn entnommen wurden, wird der WT wieder auf dem Gurtförderer abgesetzt. Am Gurtende steht der Lift bereit, in den der leere WT hineinrutscht. Beim Absenken des Liftes wird der WT automatisch an den unteren Gurtförderer übergeben und somit aus der Anlage geführt. Hier kann er vom Werker entnommen und neu mit Federn bestückt werden.

Nach erfolgter Montage wird der Luftkasten in einer kundeneigenen Box gestapelt. Ist die Feder fehlerhaft montiert, wird der Luftkasten in einer Box für Schlechtteile abgelegt.

Werkzeugentnahme

Federnentnahme und Übergabe

Federnentnahme und Übergabe an die Montagestation erfolgt mittels Servoachse. Die Achse wird über der jeweils zu entnehmenden Feder positioniert. Der Hubzylinder senkt den Greifer ab, der dann die Feder übernimmt. Die Greiferbacken sind so gefertigt, dass sie eine falsch eingelegte Feder nicht richtig greifen können. Auf diese Weise wird zusätzlich verhindert, dass Federn falsch auf den Stutzen geschoben werden können. Beim Übersetzen in die Montagestation wird über eine Gabellichtschranke kontrolliert, ob der Greifer auch wirklich eine Feder gegriffen hat. Sollte dies nicht der Fall sein, so kann die gesamte Prozedur wiederholt werden.

Nach der Übernahme einer Feder schwenkt die Einheit in die Waagerechte. Sobald der ARS - Roboter einen Luftkasten auf dem Montagesockel aufgesetzt hat, wird dieser mittels Spannzylinder fixiert. Die Übernahmeeinheit samt Feder fährt aus und schiebt die Feder über den Stutzen des Luftkastens. Die beiden Backen der Übernahmeeinheit sind federnd gelagert, so dass sie beim Aufschieben der Feder über den Stutzen zwar auseinander gleiten, die Feder aber dennoch weiter führen, bis diese in die Nut im Stutzen einrastet. Im Montagesockel sind induktive Sensoren eingelassen, welche die lagerichtig eingerastete Feder erfassen.

Nach erfolgter Federmontage und positiver Auswertung der Überwachung der Montage wird mittels Körner ein kleiner Punkt in den Stutzen eingedrückt. Dieser signalisiert, dass der Luftkasten i.O. ist. Anschließend wird der Luftkasten wieder der Montagestation entnommen und entsprechend der Auswertung in die jeweiligen Behälter abgelegt.

Komplettanlage Joma Polytec

Geschützter Arbeitsbereich

Die gesamte Anlage ist von einem Schutzzaun umgeben. Über einen Durchbruch ragt die Federnzuführung aus dem gesicherten Bereich heraus, so dass volle bzw. leere WTs auf die Gurtförderer aufgelegt bzw. entnommen werden können. Weiterhin ist im Schutzzaun eine Klapptür eingerichtet, hinter der sich ein Fach mit Behälter für n.i.O.-Teile befindet. Dieser Behälter ist aus Gründen der Sicherheit zusätzlich durch Makrolonscheiben vom Innenraum abgegrenzt. Über eine Tür mit elektro-mechanischer Verriegelung ist der Zutritt zu Reparatur- und Wartungsarbeiten ebenso zum Wechseln der Behälter möglich. Die Tür ist zweiteilig, so dass die untere Hälfte nach oben geklappt und fixiert werden kann. Auf diese Weise kann der ARS-Roboter die fertig montierten Luftkästen auch auf ein Gurtförderband statt in einen Behälter ablegen. Das Band fördert dann die Luftkästen aus dem Bereich des Schutzzaunes.

Des Weiteren ist nahe der Tür eine Rutsche in den Schutzzaun eingelassen, über die der ARS Roboter Prüfteile ausgeben kann, ohne dass ein Werker den geschützten Bereich betreten muss.