Produktivität und Energie-Effizienz - Produktion

20 Produktion Schwerpunkt : Roboter- und Handhabungstechnik
10. Dezember 2009 • Nr. 49-50
Qualitätssicherung
Härte von Bauteilen vollautomatisiert prüfen
Produktion Nr. 49-50 , 2009
NOSSEN (mg). Die Hegewald &
Peschke GmbH hat eine roboterbasierte
Härteprüfanlage entwickelt, mit der
sich die Härte von Bauteilen und Fertigerzeugnissen
vollautomatisch prüfen
lässt. Eine solche Prüfanlage wurde
jetzt bei einem Automobilzulieferer
installiert, um dort die Härte von Motorblöcken
vollautomatisch, schnell
und zuverlässig zu bestimmen.
Das neue vollautomatische Härteprüfzentrum
von Hegewald & Peschke
verleiht der industriellen Qualitätssicherung
nach eigenen Angaben neue
Impulse, denn es bietet hohe Prüfgeschwindigkeiten
bei einer bedienerunabhängigen
Auswertung sowie einer
automatischen Registrierung der
Prüfergebnisse. Bei Bedarf lassen sich
so gesamte Produktserien lückenlos
prüfen, ohne dass eine Person die Ergebnisse
einzeln bzw. manuell auswerten
muss, so der Hersteller.
Die Härteprüfanlage ist modular
aufgebaut und lässt sich je nach Bedarf
durch Probenbearbeitungsmodule
oder zusätzliche Prüfsysteme (z. B.
zur geometrischen Vermessung und
zur Bestimmung der Rauigkeit) ergänzen.
Hierdurch erschließen sich
vielfältige Anwendungsfelder im Bereich
der Qualitätssicherung, heißt
Das Brinell-Verfahren wurde von
dem schwedischen Ingenieur Johann
August Brinell im Jahre 1900 entwickelt.
Seitdem wird das mittlerweile
standardisierte und automatisierte
Verfahren eingesetzt, um die Härte
von Werkstoffen zuverlässig zu bestimmen.
Das Verfahren besteht im
Wesentlichen darin, dass eine kleine
Hartmetallkugel für eine bestimmte
vorgegebene Zeit mit einer materialabhängigen
Prüfgesamtkraft auf
die zu testende Oberfläche gedrückt
es. So ließen sich neben Motorblöcken
beispielsweise auch Stahl- bzw.
Aluminiumfelgen, Gehäuseteile und
vieles mehr prüfen. Dabei ist es jederzeit
möglich, das System an die speziellen
Anforderungen jedes einzelnen
Kunden anzupassen.
Eine Anlage zur Prüfung der Brinellhärte
an Motorblöcken besteht
z. B. aus folgenden Komponenten:
■ Ein Brinell-Härteprüfer mit einem
integrierten, vollautomatischen optischen
System zur Vermessung der
Brinell-Eindrücke (der Härteprüfer
bringt eine Last von bis zu 3 000 kp
stufenlos und servomotorisch auf.
Bei anderen Produkten bzw. Materialien
könnte dieses System z. B.
durch einen Vickers- oder Rockwell-
Härteprüfer ersetzt werden);
■ Ein ABB-Roboter, der Prüflinge mit
einem Gewicht von bis zu 120 kg
punktgenau bewegt;
■ Eine Probenvorbereitungsstation,
mit der die Produktoberfläche für
den Prüfvorgang vorbereitet wird
(in diesem Fall eine Fräs-/Schleif-
maschine);
■ Eine Identifikationsstation zur Erfassung
von Bauteilkennzeichnun-
gen über ein Kamerasystem;
■ Eine Signierstation zur Kennzeichnung
der Bauteile (alternativ könnte
hier z. B. eine Rauigkeitsmessung
eingefügt werden);
■ Eine Zuführ- und Magaziniereinrichtung
(deren Art wird durch das
Bauteil und den erforderlichen Pro-
Die neue, vollautomatisierte
Prüfanlage soll
laut Hersteller Hegewald
& Peschke der
Qualitätssicherung
neue Impulse verleihen.
Kooperation
Denso Robotics und Yamaha gehen Hand in Hand
Denso-Roboter der
Baureihe XR verfügen
über einen ovalen
Arbeitsraum, der die
Zahl der Einsatzmöglichkeiten
deutlich
erhöhen soll.
Bild: Denso Robotics
Bild: Hegewald & Peschke
Das Brinell-Verfahren
wird. Der dabei entstehende Abdruck
in Form einer Kugelkalotte wird vermessen
und in das Verhältnis zur
aufgebrachten Prüfgesamtkraft gesetzt.
Daraus lässt sich schließlich
die Brinellhärte (HBW) berechnen.
Hinzu kommt ein entscheidender
Vorteil: Die Brinellhärte lässt sich direkt
leicht in Zugfestigkeiten umrechnen.
Dadurch entfällt das Anfertigen
von Proben und eine mögliche
Zerstörung des Werkstückes wird
vermieden.
Produktion
Nr. 49-50 , 2009
MÖRFELDEN-WALL-
DORF (lmk). Durch
eine Kooperation mit
Yamaha ergänzt Denso
Robotics sein Angebot
an kleinen,
kompakten Industrierobotern.
Denso verspricht
sich damit eine Erweiterung
des Portfolios und eine Stärkung der
Marktposition in Europa.
Besonders in wirtschaftlich schwierigen
Zeiten sind Unternehmen auf der
Suche nach Optimierungspotenzial.
Intelligente Automatisierungslösun-
gen haben jetzt für viele Betriebe
höchste Priorität. Großes Potenzial
bieten hier kompakte Industrieroboter.
Wirtschaftlich wie technisch haben
sie die Grenzen erweitert, um die
Robotik in größerem Umfang einzusetzen.
Neben Großunternehmen der
Automobilindustrie nutzen auch immer
mehr kleine und mittelständische
Unternehmen kompakte Industrieroboter.
Dort sind kleine und Platz sparende
Lösungen gefragt, die einfach
zu installieren und zu bedienen sind.
In diesem Bereich ist der japanische
Hersteller Denso Robotics nach eigenen
Angaben weltweit Marktführer
mit seinen 4- und 6-achsigen Montage-Robotern,
die in einer durchgängigen
Produktlinie verfügbar sind. Mit
Blick auf die vielseitigen Einsatzbereiche
und um das eigene Portfolio zu
komplettieren, lag es für Denso Robotics
nahe, sein Angebot hin zu noch
kleineren und einfacheren Roboterlösungen
zu erweitern. Eine Kooperation
mit Yamaha bot sich als ideale Lösung
an, da sich die Produkte sehr gut
ergänzen: So können zum Beispiel
Yamahas Einachsen- und kartesische
Roboter als zusätzliche Achsen innerhalb
von Denso-Robotiklösungen eingesetzt
werden. Auch die Synchronisation
beider Systeme ist einfach, da
für alle Produkte die Windows-basierende
PC-Plattform ORiN2 als Middleware
genutzt werden kann. Diese
Software-Bibliothek dient unter anderem
zur Einbindung verschiedener Au-
bendurchsatz bestimmt). Die zu
prüfenden Bauteile werden mit Hilfe
eines Linearbandes in das Härteprüfzentrum
transportiert, wo sie
zuerst von einer Identifikationsstation
erfasst werden. Diese scannt
die Seriennummer jedes einzelnen
Bauteils, das unmittelbar danach
von dem Roboter aufgenommen
und im Härteprüfer positioniert
wird. Hier findet nun eine vollautomatische
Brinell-Härteprüfung statt.
Der Motorblock kann über einen
motorisch betriebenen X-Y-Kreuztisch
automatisch in vorher definierte
Prüfpositionen verfahren werden.
Unmittelbar danach finden eine
Gut-Schlecht-Trennung sowie eine
Kennzeichnung der Bauteile entsprechend
ihrer Güte in der Identifikationsstation
statt. Das Handling
wird dabei komplett vom zentral
positionierten Roboter übernommen.
Im Anschluss daran nimmt der
Roboter den Motorblock wieder auf,
um ihn auf ein zweites Linearband
abzulegen, welches ihn dann zur
weiteren Bearbeitung oder zur Verpackung
befördert.
Mit Hilfe des automatischen Härteprüfzentrums
aus dem Hause Hegewald
& Peschke lasse sich eine lückenlose
Qualitätssicherung an Bauteilen,
Fertigerzeugnissen oder Halbzeugen
mit hoher Präzision durchführen.
Hierbei übernimmt der Roboter die
zentralen Handling-Aufgaben zwischen
den einzelnen Prüfstationen,
die zuvor nur mit hohem Zeit- und
Mannaufwand realisiert werden
tomatisierungskomponenten. Auch
die große Ähnlichkeit der Programmiersprache
beider Systeme soll für
die Anwender von großem Vorteil
sein, da sie beim Einsatz von Yamaha-
Robotern keine grundlegend neue
Entwicklungsumgebung erlernen
müssen. Damit ist auch eine grundsätzliche
Anforderung von Denso Robotics
erfüllt, denn sowohl Anwendern
als auch Systemintegratoren
sollen flexible, leicht bedienbare und
zuverlässige Robotiklösungen angeboten
werden, die den wirtschaftlichen
Betrieb ermöglichen.
Eine Neuentwicklung von Yamaha
Robotics sind die Hochleistungs-Einachsenroboter,
bei denen Kostenfaktor
und Leistung günstig kombiniert
wurden, so der Hersteller. Die kartesischen
Roboter des japanischen Herstellers
sollen sich durch Zuverlässigkeit
und hohe Geschwindigkeiten bei
gleichzeitiger Kompaktheit auszeichnen.
Da diese Modelle einen sehr steifen
Rahmen und eine sehr genaue
Positionierungsfunktion haben, sollen
sie auch für anspruchsvolle Anwendungen
geeignet sein. Der Motor ist
in die Struktur des Roboters integriert,
wodurch das Gerät kurz genug
ist, um leicht in die Anlage eingefügt
zu werden. Die kleinen Scara-Roboter
des Herstellers hingegen sind eine interessante
Option, wenn es auf kurze
Taktzeiten und flexiblen Einsatz bei
beengten Platzverhältnissen ankommt.
Sie sind im Vergleich zum
Die Vickers-Methode
Die Vickers-Methode ist dem Brinell-Verfahren
ähnlich, jedoch wird
hier anstelle der Hartmetallkugel
ein Diamanteindringkörper in Form
einer Pyramide verwendet. Der
während der Prüfung entstehende
Eindruck wird vermessen und anhand
der aufgebrachten Prüfgesamtkraft
in eine Vickers-Härtezahl
(HV) umgerechnet. In verschiedenen
Fällen wird hierbei
auch die Einwirkungsdauer in die
Berechnung einbezogen. Ebenso
wie das Brinell-Verfahren arbeitet
die Vickers-Methode ohne spezielle
Proben und verzichtet auf eine
mögliche Zerstörung des Werkstückes.
Beide Methoden unterscheiden
sich jedoch in Bezug auf die zu
prüfenden Materialien: Während
die Brinell-Methode insbesondere
bei weichen bis mittelharten Metallen
zum Einsatz kommt, verwendet
man das Vickers-Verfahren
v. a. bei sehr harten Materialien.
konnten. Zudem würden mögliche
Fehler, die sich im Rahmen der manuellen
Prüfung ergeben, eliminiert.
Je nach Bedarf arbeitet das automatische
Härteprüfzentrum der Hegewald
& Peschke GmbH mit Hilfe
der Vickers-Methode, des Rockwell-
oder des Brinell-Verfahrens. Hierdurch
können die verschiedensten
Materialien je nach Anforderung zuverlässig
auf ihre Härte geprüft werden.
Auf Grund des realisierten Baukastensystems
lässt sich das Modul
‚Härteprüfer‘ bei Bedarf auch durch
eine Universalprüfmaschine ersetzen
oder ergänzen. In diesem Fall können
vollautomatische Zug-Druck- und Biegeversuche
realisiert werden.
www.hegewald-peschke.de
Effizienz-Navi Preis •
Material Energie
Service Handhabung •
Zeit • Lebensdauer
Mit 4- und 6-achsigen Montage-Robotern
hat sich Denso nach eigenen Angaben
eine führende Marktposition erarbeitet.
6-Achsroboter sehr schnell und arbeiten
sehr präzise, so Yamaha Robotics.
Mit der Portfolioerweiterung ist
Denso in der Lage alle Anforderungen
im Bereich kleiner Industrieroboter
mit hochwertigen, kompatiblen und
zuverlässigen Lösungen abzudecken:
von der Montage über Bildverarbeitung,
Qualitätssicherung, Pick & place
bis hin zu Verpackungsaufgaben. Mit
sofortiger Wirkung bietet Denso seinen
aktuellen und potentiellen Kunden
die Yamaha-Roboter an. Dies umfasst
nicht nur den Verkauf, die Lieferung
und Installation, sondern auch
die Kundenbetreuung und den technischen
Support. Endkunden wie Systemintegratoren
erhalten somit alle
Leistungen aus einer Hand.
www.densorobotics.com
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Kosten senken mit Produktion
Bild: Denso Robotics