Handhabung FDM-Endeffektoren für schnelle, wirtschaftliche Ergebnisse

Redakteur: Dipl.-Ing. Dorothee Quitter

Die FDM-Technologie ermöglicht es der Genesis Systems Group innerhalb weniger Tage einsatzfähige Robotergreifer mit integrierten Luftkanälen zu fertigen.

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FDM-Greiferendeffektor für den Wasserstrahleinsatz
FDM-Greiferendeffektor für den Wasserstrahleinsatz
(Bild: Stratasys)

Genesis Systems Group mit Sitz in Davenport, Iowa, konstruiert, baut und integriert robotergesteuerte Werkzeuge für Fertigungszellen für den Einsatz in der automatisierten Montage. Aufbauend auf seinem Expertenwissen präsentiert das Unternehmen eine breite Produktpalette, u. a. für die Automobil-, Bau-, Luftfahrt- und Reisemobilbranche. Einer der Spezialbereiche von Genesis ist der Bau robotergesteuerter Wasserstrahlschneidanlagen zum Schneiden von Bauteilen aus Verbundwerkstoffen. Da viele der Bauteile komplexe Geometrien aufweisen, war die übliche Methode beim Beschneiden, den Wasserstrahlschneider am Ende eines Roboterarms zu montieren und den Schneider um das Werkstück zu führen. Diese Methode wurde jedoch nicht mehr gerne verwendet, da bei einer falschen Bewegung des Roboterarms der Hochdruckwasserstrahl zu einer Gefahr für die Mitarbeiter werden konnte.

Genesis reagierte und führte einen sichereren Prozess ein, bei dem ein Endeffektor (EOAT=End of Arm Tool) zum Einsatz kommt. Der Endeffektor greift das Werkstück und bewegt es zum Beschneiden unter den Wasserstrahlschneider. Die größte Herausforderung an dieses Verfahren war, dass das Unternehmen für jedes zu beschneidende Werkstück einen individuellen Greifer konstruieren musste. Genesis fertigte die Greifer mit einer CNC-Maschine, was jedoch lange Vorlaufzeiten und enorme Kosten verursachte.

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Die Lösung

Die Genesis-Ingenieure beschäftigten sich mit der Möglichkeit, die Greiferendeffektoren im 3D-Druck herzustellen, um Kosten und Zeit zu sparen. Ihre Untersuchungen zeigten, dass die meisten 3D-gedruckten Bauteile nicht robust genug waren, um den Kräften zu widerstehen, die beim Wasserstrahlschneiden auftreten. Einzig mit FDM-Technologie hergestellte Greifer konnten die Ingenieure überzeugen und wiesen zudem noch weitere Vorteile auf. Die Ingenieure profitierten auch von den übrigen Vorzügen von FDM, etwa der Möglichkeit, aufwändige und komplizierte Formen zu fertigen, die sie nutzten, um innenliegende Luftkanäle für eine Pneumatiksteuerung zu konstruieren. So konnten Greifer entwickelt werden, die Werkstücke mithilfe eines Vakuums festhalten. Die unpraktischen außenliegenden pneumatischen Leitungen, die im Wasserschneidprozess oft beschädigt wurden, konnten eliminiert werden.

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