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maschine+werkzeug 05/2018

Nach Maß positionieren

Extra Automatisierung

Werkzeug Aufnahme - Für Schleifmaschinenbauer Strausak, Roboterhersteller Stäubli und Messgerätelieferant Heidenhain war das Einstecken von Werkzeugen in die Werkzeugaufnahme mit Roboterarm nicht einfach. Doch sie meisterten die Aufgabe.


Tücke lauerte im Detail

Bei der Suche nach dem geeigneten Roboter entschieden sich die Strausak-Ingenieure für eine Lösung des Roboterherstellers Stäubli. Ausschlaggebend waren zwei Faktoren für die Entscheidung: zum einen die Genauigkeit des Roboterarms, zum anderen das Service-Angebot von Stäubli rund um die Einrichtung der Roboterlösung.

»Dass Stäubli auf Heidenhain-Messgeräte vertraut, machte uns sofort zuversichtlich, die Genauigkeitsanforderungen erreichen zu können«, erinnert sich Alexandre Condrau. »Schließlich setzen wir bei Strausak für die Positionierung des Schwenkkopfs unserer Schleifmaschinen und damit für die sensible Schleifscheibenpositionierung auch auf Heidenhain – und zwar auf Winkelmessgeräte vom Typ ›ERA 4000‹.«

Dennoch lauerte die Tücke im Detail. Während nämlich herkömmliche Spannzangen automatisierungsfreundliche Toleranzen haben, sind die häufig verwendeten Hydrodehnspannfutter eine Herausforderung für den Roboter, weil sie nur wenige hundertstel Millimeter Durchmessertoleranz bieten. Auch die Entnahme des Werkzeugs auf der eng bestückten Palette, die Bewegung hin zur Werkzeugaufnahme und das Einstecken des Werkzeugs in die Aufnahme ist für ihn eine hochkomplexe Präzisionsbewegung. Alle sechs Achsen müssen interpoliert werden, um die geraden Einsteck- und Absetzbewegungen auszuführen. Dabei sind die zulässigen Abweichungen jeder einzelnen der sechs Achsen stark limitiert. Denn nur dann ist der Prozess sicher zu beherrschen.

Stäubli setzt im Roboter für die Strausak-Maschine an den Achsantrieben absolute induktive Heidenhain-Drehgeber vom Typ ›EQI 1100‹ mit einer Auflösung von 18Bit ein. In jeder Achse sitzt ein Drehgeber. Sie liefern Positionsdaten mit der notwendigen Genauigkeit, um den Greifer an der Spitze des Roboterarms so zu führen, dass er das Werkzeug sicher aus der eng bestückten Palette entnimmt, passgenau in die Werkzeugaufnahme einsteckt und nach der Bearbeitung auch wieder zurück in die Palette setzt. Dafür muss der Roboter an der Spitze seines Greifers eine Positioniergenauigkeit von 50 Mikrometern erreichen.

Die absoluten Positionsdaten sind dabei ein Erfolgskriterium. Die Maschinensteuerung, über die nicht nur der Schleifvorgang, sondern auch der Roboter gesteuert wird, kennt dadurch die genaue Lage des Roboterarms im Maschinenraum. Ein Referenzieren des Roboters ist weitestgehend überflüssig, Kollisionen aufgrund einer noch nicht ermittelten Position können vermieden werden.

  • Der Stäubli-Roboterarm automatisiert die Bestückung der Werkzeugaufnahme in der Strausak-Schleifmaschine. Bild: Heidenhain

    Der Stäubli-Roboterarm automatisiert die Bestückung der Werkzeugaufnahme in der Strausak-Schleifmaschine. Bild: Heidenhain

  • Um auf der dicht bestückten Palette – hier für 150 Werkzeuge mit zehn Millimeter großem Durchmesser – ein Werkzeug zu greifen, muss der Roboterarm ganz genau geführt werden. Bild: Heidenhain

    Um auf der dicht bestückten Palette – hier für 150 Werkzeuge mit zehn Millimeter großem Durchmesser – ein Werkzeug zu greifen, muss der Roboterarm ganz genau geführt werden. Bild: Heidenhain

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Unternehmensinformation

Dr. Johannes Heidenhain GmbH Optik und Elektronik

DE 83301 Traunreut
Tel.: 08669-31-0
Fax: -38609

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