BETRIEBSPARAMETER VON ENDEFFEKTOREN IN METALLSTANZWERKEN
Endeffektoren, auch Robotic End of Arm Tooling (EOAT) genannt, gewärleisten die Effizienz und Genauigkeit vieler kritischer Pick-and-Place- sowie Spann-Anwendungen in der Metallstanz- und Metallmontageindustrie.
Presswerk und Karosseriewerkstätten
Meist werden solche Anlagen in zwei Herstellungsbereichen eingesetzt:
- Presswerke – In Presswerken werden Blechteile geformt oder gestanzt. Allerdings hat sich die Definition dessen, was ein Presswerk ist, in jüngster Zeit etwas geändert. In herkömmlichen Presswerken arbeiten lineare „Transferpressen“, die zwar automatisiert sein können, aber ohne Roboter auskommen. Doch immer mehr Presswerke setzen auf „Tandem-Straßen“, bei denen Roboter verschiedene Aufgaben übernehmen, die früher von Hand ausgeführt wurden. Diese Roboter besitzen Endeffektoren- genau wie die immer häufiger eingesetzten kollaborativen „Cobots“-, bei denen Menschen mit Robotern zusammenarbeiten.
- Karosseriewerk – Im Karosseriewerk werden bereits gestanzte Teile mittels Schweißen, Kleben etc. zusammengefügt. Die robotergestützte Herstellung nutzt modulare Endeffektorsysteme. Diese wurden eigens für hochspezialisierte Anwendungen entwickelt, die zumeist ein präzises Positionieren und Fixieren von Teilen erfordern.
SOBALD DIE BETRIEBSUMGEBUNG FESTSTEHT, KANN DAS AUTOMATISIERUNGSSYSTEM MIT ENDEFFEKTOREN BESTÜCKT WERDEN.
Drei Betriebsparameter bewerten
Bei der Wahl des richtigen Endeffektors müssen drei wichtige Betriebsparameter quantifiziert werden:
- Taktrate – Die Taktrate unterscheidet sich je nach der Betriebsumgebung. Im Presswerk misst man die Taktrate als Hubfrequenz pro Minute (strokes per minute; spm), was gleichbedeutend ist mit der Anzahl der pro Minute gestanzten Teile. Im Karosseriewerk dienen als Messgröße die Bewegungs- oder Arbeitsabläufe, die das Endeffektorsystem für die Fertigstellung eines Teils ausführen kann. Mit Hilfe moderner digitaler Planungs- und Simulationsmöglichkeiten können die Entwickler von Endeffektoren sogenannte Mehrplatzarbeitsstudien durchführen, um potenzielle Engpässe im Teilebewegungsprozess aufzuspüren. Solche Engpässe können die Entwickler dann beseitigen, um die Taktrate zu optimieren, bevor die Anlage in Betrieb geht.
- Gewicht – Das Teilegewicht spielt eine überaus wichtige Rolle bei der Wahl der passenden Endeffektorlösung. Der EOAT-Entwickler muss berücksichtigen, dass das Tooling möglichst robust und leicht sein muss, damit es zuverlässig funktioniert – also ohne vorzeitiges Loslassen, falsches Absetzen oder Vibrationen. Außerdem muss es ohne Ermüdungs- oder Ausfallerscheinungen abertausende Transferzyklen durchführen können.
- Reichweite – Die Frage, wie weit das EOAT zum Erfüllen seiner Aufgabe ausfahren muss, spielt ebenfalls eine Rolle bei der Wahl der besten Endeffektorlösung. Optimalerweise sollten der Roboter oder die Werkzeuge nur so weit wie nötig aus- oder verfahren. So wird die seitliche und/oder Gewichtsbelastung des EOAT in Grenzen gehalten. Möglichst kleine Maße des EOAT (also eine minimale seitliche Belastung) reduzieren zudem die Auslenkung und tragen somit zur Harmonisierung der automatisierten Abläufe und einer Steigerung des Durchsatzes bei.
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