«Schleifen ist ein seit dem Altertum bekanntes spanendes Fertigungsverfahren zur Fein- und Fertigbearbeitung von Werkstücken» [Wikipedia]

Diese Arbeit wird bis heute – vor allem bei komplexen Bauteilen – manuell ausgeführt. Das Automatisieren des Schleifens ist schwierig, da die Qualität der Oberfläche von vielen Faktoren abhängt, wie zum Beispiel Druck, Geschwindigkeit oder die Gleichmässigkeit der Bewegungen. Allerdings hat eine automatisierte Lösung mit einem Roboter gegenüber der manuellen Bearbeitung auch klare Vorteile:

  • Durch die geeignete Einstellung der Schleifparameter kann das Schleifmittel optimal genutzt werden, was zu weniger Verschleiss führt.
  • Der Roboter kann Kraft und Geschwindigkeit präziser steuern als ein Mensch, was ein gleichmässigeres Schleifbild ergibt.
  • Der Roboter ermüdet nicht.
  • Alle Teile einer Serie haben die gleiche Oberflächenqualität.

Unterschied zwischen geschliffener Oberfläche (links, ein Schleifdurchgang) und gefräster Oberfläche (rechts).

 

Aus diesen Gründen, und durchaus auch aus kommerzieller Sicht, kann sich eine Automatisierung des Schleifprozesses lohnen.


Doch was braucht es dazu? Erstaunlicherweise relativ wenig: Ein Roboter, ein Kraftsensor und ein Schleifantrieb genügen, um bereits relativ viel zu automatisieren. Natürlich kann die Anlage mit Wechselsystemen und weiteren Gadgets erweitert werden, aber den eigentlichen Schleifprozess beeinflussen diese Zusatzsysteme nicht.

Allerdings ist die Aufzählung auch nicht ganz vollständig: Zusätzlich braucht es noch eine intelligente Software, welche einerseits die Fahrpunkte auf der Oberfläche berechnet und andererseits die Kommunikation mit dem Roboter übernimmt. Die Idee ist ja, den Prozess zu automatisieren und nicht einfach den Roboter als kybernetische Extension des Bedieners zu benutzen. Deshalb ist ein zentraler Rechner, welcher den Prozess steuert, unumgänglich.

Aufbau der Anlage mit Roboter, Kraftmomentensensor (Force Control) und Schleifantrieb mit flexibler Schleifscheibe.

 

Generell gibt es für den Aufbau der Anlage zwei Konzepte:

  • Der Roboter hält das Werkstück
  • Der Roboter hält das Werkzeug

Der Vorteil der ersten Variante liegt darin, dass der Roboter auch gleich das Handling (Beladen/Entladen) übernehmen kann. Bei grossen und/oder schweren Bauteilen gibt es jedoch Probleme mit der Reichweite oder Tragkraft des Roboters. Da die zweite Variante viel flexibler eingesetzt werden kann, haben wir von der SoftART AG uns entschieden, unsere Entwicklungen mit diesem Setup durchzuführen. Ein Handlingsystem kann bei Bedarf immer als Erweiterung hinzugefügt werden, sollte dies nötig sein. Trotzdem sind die Erfahrungen und Erkenntnisse grösstenteils auch auf die erste Variante übertragbar.

In Projekten haben wir jedoch schon mit beiden Konzepten gearbeitet. Lesen Sie hierzu die Projektbeschriebe zum Schleifroboter von TNB-Remaco in Malaysia und dem Schleifen von Peltonrädern mit Andritz Hydro.


Im Folgenden werden wir in einer Blog-Serie die Herausforderungen, aber auch unsere Lösungsansätze anhand des automatisierten Schleifens von Peltonbechern erläutern. Das Pelton-Projekt wurde in Zusammenarbeit mit der Andritz Hydro Kriens entwickelt und wird seit Kurzem produktiv eingesetzt. Weiter zu Teil 2, Generieren von Schleifbahnen.

Weitere Informationen zu unseren Kompetenzbereichen Fabrikationsprozess-Automatisierung und Offline Roboterprogrammierung, sowie weiteren Projekten finden Sie auf unserer Homepage.