Energiekette Ultraflache Energiekette ermöglicht kompaktes Pressen-Handlingsystem

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Für die robotergestützte Automation von Pressen hat Kuka Systems die Kuka Cobra entwickelt. Zwei zusätzliche Achsen sorgen dafür, dass die einzelnen Pressenstationen mit erhöhter Geschwindigkeit be- und entladen werden. Um den Aufbau dieses Handlingsystems so kompakt wie möglich zu gestalten, hat Igus eine neue Kettenführungsvariante entwickelt. Eine unabhängige Jury hat diese Konstruktion mit dem Vector Award 2012 prämiert. Derzeit läuft die Bewerbungsphase für den Wettbewerb 2014.

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Schnell wie eine Schlange: Die ultraflache Energiekette für ein Pressen-Handlingsystem.
Schnell wie eine Schlange: Die ultraflache Energiekette für ein Pressen-Handlingsystem.
(Bild: Kuka Systems)

Fünf oder sechs eng getaktete Umformprozesse sind nötig, um aus einer Blechtafel zum Beispiel die Außenhaut einer Autotür oder einer Motorhaube herzustellen. Die entsprechenden Pressensysteme arbeiten mit Kräften von 25.000 kN pro Station und mit Taktzeiten von bis zu 15 Hüben pro Minute. Das heißt zum Beispiel: In kaum mehr als neunzig Sekunden wird durch sechs Pressvorgänge aus einer Blechtafel ein Karosserieteil. Genau diese Geschwindigkeit ist es, die die Anwender schätzen. Denn je höher der Ausstoß des Pressensystems, desto schneller amortisiert sich die Millioneninvestition. Zugleich wünschen die Pressenanwender vor allem in der Automobilindustrie ein Höchstmaß an Flexibilität, um möglichst viele unterschiedliche Pressteile auf einer Anlage herstellen zu können.

Aus dem Takt wird fließende Bewegung

Aus einer Kooperation von Kuka Systems und dem spanischen Pressenhersteller Fagor Arrasate ist das „Waveline“-System entstanden, bei dem die Cobra eingesetzt wird. Wie der Name „Waveline“ schon sagt, wird aus dem getakteten Auf und Ab der tonnenschweren Pressenstößel bei der „Waveline“ eine einzige fließende, wellenförmige Bewegung. Rainer Kiesswetter, Gruppenleiter Press Shop Solutions bei Kuka Systems: „Die Presse stoppt somit nicht mehr am oberen Totpunkt, sondern arbeitet vollständig kontinuierlich im ‚Continuous Mode’“. Das spart Energie, weil der Pressenstößel nicht mehr angehalten werden muss. Der ruhige und ruckfreie Betrieb ist extrem materialschonend für die Anlage und trägt in Verbindung mit der hohen Taktleistung zu einer maximalen Produktivität bei.

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Neben dem Zusammenspiel der einzelnen Pressenstationen ist dabei die Be- und Entladung der Stationen von zentraler Bedeutung. Und hier kommt die von Kuka Systems entwickelte Kuka Cobra ins Spiel. Dieses Handlingsystem bringt neue Beweglichkeit in die Pressenverkettung. Im Klartext: In das Steuerungsmodul des Roboters werden zwei zusätzliche Achsen (Nummer sieben und acht) integriert. Als Achse Nummer Sieben fährt ein Servo-Zahnriemenantrieb linear ein extrem flaches Handhabungsgerät aus, das an der Roboterhand befestigt ist und ins Pressenwerkzeug hineingreift.

Höchste Schnelligkeit

Die achte Servo-Achse ist als Kippmechanismus ausgeführt. Er bewirkt, dass das Werkzeug noch schneller mit dem Bauteil be- und entladen werden kann. Und auf Schnelligkeit kommt es hier an. Denn Be- und Entladezeiten zusammen mit den hierfür notwendigen Öffnungswinkeln der Pressen bestimmen letztendlich die erreichbaren Taktleistungen der gesamten Pressenlinie. Bei optimalem Betrieb entsteht eine wellenförmige Bewegung, nach der die superschnelle Pressenlinie benannt wurde. Daraus ergibt sich eine weitere Anforderung. Michael Büchler, Konstrukteur der Kuka Systems GmbH: „Das Handling-Gerät – die ‚Cobra’ – muss extrem flach sein. Je flacher sie ist, desto weniger Zeit braucht der Wechselzyklus.“ Bei den kurzen Takten der „Waveline“ geht es hier um Zehntelsekunden – und um Millimeter Bauhöhe.

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