KEM Konstruktion 10.2019

MASCHINENELEMENTE

MASCHINENELEMENTE MONTAGE- & HANDHABUNGSTECHNIK Manuelle Einrichtung der Spannelemente Bild: Fraunhofer IGCV wendigen Fähigkeiten und Kenntnisse des Benutzers beschränken sich durch die Entwicklung und Implementierung einer definierten Programmabfolge auf ein Minimum. Lösungsansatz und Funktionsweise Die Grafik zeigt den schematischen Aufbau des Gesamtsystems. Dieses besteht aus einem Industrieroboter, dem flexiblen Spannbett und einer Benutzerschnittstelle. Am Roboterflansch befindet sich eine Frässpindel (A) mit dem entsprechenden Werkzeug für die Fräsbearbeitung. Außerdem ist ein Laserdistanzsensor (B) an der Frässpindel angebracht, der den Abstand zum Spannelement erfasst. Anhand der Messwerte wird die Position, Orientierung und Reihenfolge in der Spannbettsteuerung ermittelt und überprüft. Das Spannbett besteht aus einem Master- (E) und einem Slavemodul (C). Die Position und Ausrichtung der Module zueinander und zum Roboter können an die Anforderungen des Bearbeitungs - prozesses angepasst werden. Das Mastermodul besitzt definierte Aufnahmepositionen, an denen zwei Spannelemente (D), die Master-Indices, befestigt werden. Die an den Master-Indices montierten Positionierstifte dienen der Orientierung des Bauteils hinsichtlich der z-Achse. Zur Positionierung des Bauteils in der x-y-Ebene ist ein weiteres Spannelement, der Slave-Index, auf dem Slavemodul angebracht. Die Positionierung des Slave-Index ist in x-Richtung durch die Anzahl der Aufnahmeführungen begrenzt. Die Position des Slave-Index ist in y-Richtung bis 1200 mm stufenlos einstellbar. Bei der Endbearbeitung wird das Bauteil aus dem Rohling getrennt, wodurch zusätzliche Spannelemente, die Slave-Stützmodule, notwendig sind. Der Slave-Index und die Slave-Stützmodule besitzen den gleichen Positionierungsbereich. Die Spannelemente können in ihrer Funktionsweise unterschieden werden. Während die Indices das Bauteil mithilfe von pneumatisch betriebenen Schwenkspannern fixieren, verwenden die Slave-Stützmodule Vakuumsauggreifer. Die zur Ansteuerung notwendige Hard- und Software wurde am Mastermodul installiert. Auf dem Industrie-PC befindet sich die entwickelte CAM-Software zur Erstellung der Bearbeitungsdateien und ein Steuerungsprogramm zur Verwaltung und Ausführung der Dateien. Dadurch ist ein autarker Betrieb des Spannbetts möglich. Die zur Einrichtung des Spannbetts benötigten Informationen werden in einer Bedienoberfläche angezeigt. Diese kann der Benutzer infolge der vielfältigen Kommunikationsschnittstellen auf diversen Endgeräten aufrufen und Eingaben vornehmen. Zur Erhöhung der Benutzerfreundlichkeit ist es möglich, die Bedienoberfläche auf mobilen Endgeräten anzuzeigen. Bedienung des Gesamtsystems Zu Beginn muss der Benutzer die Konfiguration der Gesamtanlage und des Bearbeitungsprozesses mithilfe der CAM-Software vornehmen. Diese erstellt anhand der Spannelementpositionen und Geometrien die dazugehörigen Daten für die Roboter- und Spannbettsteuerung. Nachdem die Daten in ein spezielles Verzeichnis abgelegt wurden, stehen diese dem Benutzer über die Bedienoberfläche 90 K|E|M Konstruktion 10 2019

MOTEK Halle 3, Stand 3425 Bild: Fraunhofer IGCV Bedienoberfläche auf mobilem Endgerät So sehen Sieger aus: Das Maschinengestell X-frame ist eine unserer Top-Innovationen der letzten Jahre. der Spannbettsteuerung zur Verfügung. Das Programm übersetzt die hinterlegten Informationen in eine für die Steuerung verwert - bare Maschinensprache. Die Parameter zur Einrichtung sowie zum allgemeinen Status des Spannbetts werden in der Bedienoberfläche dargestellt. Anschließend kann der Benutzer die Spannelemente gemäß der Anzeige in der x-y-Ebene manuell ausrichten. Nachdem die Einrichtung abgeschlossen ist, erfolgt eine automa - tische Überprüfung der Position und Orientierung der Spannelemente durch den Roboter. Die Ergebnisse werden dem Benutzer in Echtzeit auf der Bedienoberfläche angezeigt. Sobald die Bestätigung für eine korrekte Ausrichtung aller Spannelemente vorliegt ist es möglich, die Indices in z-Richtung zu positionieren. Der Benutzer platziert im Anschluss den zu bearbeitenden Rohling auf den Indices und schließt diese. Sobald der Rohling fixiert ist, werden die Slave- Stützmodule automatisiert in z-Richtung herangefahren. Danach kann die automatisierte Fräsbearbeitung durch den Roboter beginnen. Dabei findet ein ständiger Austausch zwischen der Robotersteuerung und der Spannbettsteuerung statt, um ggf. Spannelemente aus dem Bearbeitungsbereich des Fräsers zu entfernen. Nach Beendigung der Fräsbearbeitung kann das Bauteil entnommen und die Anlage in Grundstellung versetzt werden. Auf sich ändernden Marktanforderungen reagieren Die Interaktion zwischen den einzelnen Komponenten des Gesamtsystems sowie die hohe Flexibilität des entwickelten Spannbetts ermöglichen eine kostengünstige Endbearbeitung von Leichtbau - teilen. Dadurch sind Unternehmen im Leichtbausektor in der Lage, den sich ändernden Marktanforderungen zu begegnen. bec www.igcv.fraunhofer.de Neue branchenübergreifende Einsatzmöglichkeiten Laserschutz Robotik Hygiene Innovative Türsysteme Flexible Schaltschränke Filterlüfter neu gedacht! Mit unseren FixCool Filterlüftern revolutionieren wir die Schaltschrank-Belüftung neu. Effizienter. Kostengünstiger. Leiser. häwa Industrie 4.0 ready Das Fraunhofer IGCV betreibt ein Handhabungstechnikum: hier.pro/gYNco Fordern Sie Ihre Eintrittsgutscheine an: gutschein@haewa.de häwa GmbH K|E|M · Industriestraße Konstruktion 10 12 2019 · 88489 91Wain Telefon +49 7353 9846-0 · www.haewa.de