Ersatz des herkömmlichen hangeführten Druckluftwerkzeuges durch einen stationären Roboter

End-of Arm-Tooling zum Schleifen und Polieren

DEPRAG CZ a.s. ist ein traditioneller Hersteller von professionellen Druckluftwerkzeugen, die unter der Marke DEPRAG INDUSTRIAL weltweit vertrieben werden. Die Werkzeuge kommen in allen wichtigen Industriebranchen zum Einsatz, unter anderem in der Automobilindustrie, im Maschinenbau und in explosionsgefährdeten Bereichen. DEPRAG bietet den Kunden ein breites Sortiment an pneumatischen Schleifmaschinen, Poliermaschinen, Feilen, Bohrmaschinen, Gewindeschneidern, Schlagschraubern, Hämmern, Nadelabklopfern, Sägen, Zangen und ATEX-zertifizierten Werkzeugen. Am Stammsitz Lázně Bělohrad erfolgen Entwicklung, Produktion, sowie alle Marketingaktivitäten.

Immer häufiger verlangen Kunden individuelle, auf ihre Anforderungen abgestimmte Lösungen. Um eine solche kundenspezifische Lösung wurde die DEPRAG CZ a.s.  u.a. auch von einem ihrer langjährigen und renommierten Kunden aus der Autoindustrie gebeten. Der Kunde verwendete bisher zum Schweißen der Karosserien in seinem Betrieb handgeführte Poliermaschinen mit Pistolengriff der PLU-Reihe aus dem Standardprogramm der DEPRAG INDUSTRIAL. Diese Tätigkeit wurde von zwei Arbeitern  pro Fertigungslinie im Dreischichtbetrieb verrichtet,  somit waren also sechs Arbeiter pro Linie notwendig.

Stacionární bruska - robot

Die Aufgabenstellung des Kunden lautete:

Das herkömmliche handgeführte Druckluftwerkzeug soll durch einen stationären Roboter (End-of-Arm Tooling zum Schleifen und Polieren) ersetzt werden. Die Ziele waren:

  •  Zwei Roboter ersetzen sechs Arbeiter (zwei Arbeiter pro Schicht),
  • Optimierung der Oberflächenbearbeitung, gleichzeitig sollte menschliches Fehlverhalten ausgeschlossen werden
  • Vermeiden von Gesundheitsbeeinträchtigungen für den Menschen,
  • Erhöhung der Produktivität bei gleichen oder reduzierten Produktionskosten.

Zunächst erschien die Aufgabenstellung ganz einfach; Tätigkeiten wie Schweißen, Beschichten oder Transportieren werden heute üblicherweise von Robotern erledigt.

Pavel Šilhán, Vertriebsleiter der Firma DEPRAG CZ a.s., betonte: „Die Aufgabenstellung ist, das Schleifen mit handgeführten Druckluftwerkzeugen durch End-of-Arm Tooling zu ersetzen und dabei die Unebenheiten der Oberfläche hinsichtlich der Anpresskraft zu berücksichtigen. Diese Druckkraft ist nicht bei jedem Teil konstant“.

Aktuell sind auf dem Markt neue Technologien etabliert, die hinsichtlich der Anpresskraft bei unterschiedlichen Oberflächenformen hochsensibel reagieren. Sie verfügen über ihre eigene elektronische Steuerung, die von der Steuerung des Roboters unabhängig ist. Eine besondere Anforderung des Kunden war es, ohne diese Steuerung auskommen zu können. Durch Störungen oder Ausfall des elektronisch gesteuerten Prozesses werden weitreichende Kosten für die Produktion verursacht. Gerade in der Serienproduktion sind Unterbrechungen unerwünscht, da sie stets erhebliche finanzielle Verluste nach sich ziehen.

DEPRAG konstrukceDie Aufgabe erwies sich für die technischen Entwickler der Firma DEPRAG CZ dann als große Herausforderung. Der Kunde lieferte Schleifmittel und Rahmendaten des geforderten Schleifprozesses. Die Entwickler wählten eine stationäre Spindel mit den nötigen technischen Parametern für die geforderte Qualität aus. Die Spindel wurde so eingerichtet, dass es nicht zu einer unnötigen Beschränkung der Roboterfreiheit kommen kann.  Die im Spannkopf verschiebbar gelagerte Spindel ist mit dem Druckluftzylinder verbunden, der eine definierte axiale Kraft des Schleifkörpers auf das Werkstück ausübt. Ein Überdruck der Spindel ist in einem externen Bereich von 1,0 bis 6,3 bar einstellbar. Auf diese Weise kann die geforderte Anpresskraft ohne Verwendung eines Regulationskreises sensitiv umgesetzt werden.

Anschließend erarbeitete man die technische 3D-Dokumentation des Schleifkopfes als Robotersimulation. Gleichzeitig wurde die optimale Andruckkraft unter Berücksichtigung des zu verwendenden Schleifmittels im DEPRAG Labor ermittelt, um die geforderten Qualitätskriterien für die Oberfläche umzusetzen. Erst dann wurde ein Prototyp des stationären Schleifkopfes für einen Test beim Kunden hergestellt und unter realen Bedingungen in der Mengenproduktion erfolgreich getestet.

Stacionární bruska pro upnutí do robota        

Nach Überprüfung der Funktionsfähigkeit der neuen Technologie, der Qualitätsparameter und deren Wiederholung, betrachtete man den „Return of Investment“ des ganzen Roboters: Aus wirtschaftlicher Sicht amortisiert sich die Investition innerhalb von 3 Monaten. Zudem können Fehler beim Polieren von Hand ausgeschlossen werden. Ebenso werden umweltfreundliche Aspekte berücksichtigt und eine Schädigung des menschlichen Organismus bleibt ausgeschlossen.

Damit zeigt die DEPRAG CZ a.s. neue innovative Wege auf, wie bisher manuelle Arbeitsprozesse, wie Schleifen und Polieren, erfolgreich automatisiert werden können.

Bereits seit 1998 vertreibt  DEPRAG CZ a.s. Automationsprodukte ihrer Muttergesellschaft DEPRAG Schulz GmbH & Ko., mit Firmensitz in Amberg/Bayern. DEPRAG CZ a.s. bietet Schraubtechnik, Komponenten für die Automation und Druckluftmotoren in Tschechien, in der Slowakei, Polen, Rumänien, Bulgarien und Russland an. Die DEPRAG-Ingenieure beschäftigen sich mit innovativen Konzepten zur Automation und bieten kundenspezifische Lösungen nebst Full-Service für alle Industriebereiche an.

ISO certificateDie Umsetzung und Zertifizierung von ISO 9001 stellen unter Beweis, dass die internen Unternehmensabläufe dem internationalen Standard für Qualitätsmanagement entsprechen. Aus der Tradition des klassischen Maschinenbaubetriebes kommend, ist die Firma heute mit aktueller Spitzentechnologie und modernsten Produkten für die Zukunft wohlgerüstet.

 

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Kontakt:

Ing. Pavel Šilhán, Vertriebsleiter

DEPRAG CZ a.s.

T. G. Masaryka 113

507 81 Lázně Bělohrad

Tel.: +420 493 771 664

Fax: +420 493 771 623

E-mail: p.silhan@deprag.cz