Schunk MPG-plus: Docking-Greifer übernimmt Handhabung im mannlosen Schweißprozess

Zwei leistungsdichte SCHUNK MPG-plus Kleinteilegreifer übernehmen die Handhabung der Strom- und Gasdüsen. Die Druckluftversorgung erfolgt über ein Spiralkabel.

Yannick Willgenss
Juniorchef H.K. HEUN GmbH

„Die neue Closs-Schweißzelle bietet enorme Vorteile. Mit der Kombination aus externem Rüstplatz, dynamischem Roboter und automatischem Verschleißteilwechsel konnten wir den Output beim Schweißen der Ruhepodeste deutlich steigern.“

Seit mehr als acht Jahren fertigt die H.K. Heun GmbH aus Oberscheld (D) für einen renommierten Anbieter in der Steigtechnik Ruhepodeste für Windkraftanlagen. Bei der Inbetriebnahme und Wartung der Windräder ermöglichen diese einen sicheren Stand in luftiger Höhe. Aktuell liegt der Bedarf bei rund 10.000 Podesten pro Jahr. Mit der Inbetriebnahme einer QIROX-QR-CC-6 Kompaktschweißzelle der Carl Cloos Schweißtechnik GmbH, konnte Heun den Prozess nun deutlich effizienter gestalten.

In definierten Zyklen dockt das Greifer-Doppel seitlich an den Roboter an. Beide Schunk Greifer sind mit einer Greifkraftsicherung per Feder ausgestattet und werden unmittelbar über die Robotersteuerung angesteuert.

Jakob Khoury
Leitung Produktmarketing bei Schunk

„Der doppelt eingesetzte Schunk MPG-plus ist der derzeit leistungsstärkste Miniatur-Parallelgreifer am Markt. Verglichen mit ähnlichen Modulen, die den gleichen Input benötigen, erzielt er einen deutlich höheren Output und macht damit den Weg frei zu immer kleineren und effizienteren Systemen.“

Wechselsystem entlastet den Anlagenbediener

Dabei zahlt sich neben dem hauptzeitparallelen Rüstvorgang an einer Dreheinheit, dem kleinen und sehr wendigen Schweißroboter QIROX QRH-280 mit einer Traglast von bis zu 6,0 kg sowie der Optimierung der Robotersteuerung vor allem auch der automatisierte Strom- und Gasdüsenwechsel mit dem QIROX SpareMatic aus. Das Wechselsystem entlastet den Anlagenbediener, der sich nun voll und ganz auf den manuellen Rüstvorgang und die Nachbearbeitung der Schweißteile konzentrieren kann. Der eigentliche Schweißprozess inklusive dem Wechsel der Strom- und Gasdüsen erfolgen vollautomatisch. „Mit dem Schwenktisch, den zwei Stationen zum Einlegen und Schweißen und vor allem mit den schnellen Achsbewegungen des Roboters erreichen wir wesentlich höhere Taktzeiten und können effizienter arbeiten“, unterstreicht Yannick Willgenss, Mitglied Geschäftsleitung bei Heun. Dank einer Hohlwellenkonstruktion liegt das Schlauchpaket des QRH-280 geschützt im Inneren des Roboters. Seine geringe Masse und die vergleichsweise kleinen Hebelarme ermöglichen eine hohe Dynamik und Geschwindigkeit sowie eine hohe Positioniergenauigkeit. Die kompakte Bauweise des Roboters sorgt für eine optimale Zugänglichkeit der Schweißzelle und bietet reichlich Platz für den SpareMatic.

Da der Rüstzyklus und der Schweißzyklus heute annähernd identisch sind, also weder beim Bediener noch beim Roboter unproduktive Wartezeiten existieren, war es möglich, die Hauptzeit der Zelle um rund 25 % zu erhöhen. Nach jeweils 24 Teilen löst der automatische Strom- und Gasdüsenwechsler QIROX SpareMatic die Gasdüse des Brenners und reinigt die dann freiliegende Stromdüse an einer rotierenden Bürste. Anschließend wird die Düseninnenseite mit einem Messer ausgeschält, der Draht automatisch vermessen, nachgeschoben und auf die richtige Länge gekürzt, so dass jederzeit optimale Schweißergebnisse sichergestellt sind. In ebenfalls individuell definierten Intervallen werden sowohl die Stromdüse als auch die Gasdüse vollautomatisch gegen neue Teile aus einem integrierten Ersatzteilspeicher ersetzt, ohne dass hierfür ein Bedienereingriff erforderlich ist.

Effizientes Zusammenspiel von Kleinteilegreifern

Das Teilehandling erledigen zwei rückseitig fest verbundene Schunk MPG-plus Kleinteilegreifer: Der erste fixiert den Doppelgreifer an einem fest definierten Dockingpunkt seitlich am Roboterarm, der zweite übernimmt die Handhabung der Strom- und Gasdüsen. Nach getaner Arbeit wird das Greifer-Doppel auf einer definierten Position unmittelbar im SpareMatic abgelegt, indem sich diesmal zunächst der zweite Greifer mit einem Dockingpunkt auf der Ablage verbindet und anschließend der erste Greifer die Verbindung zum Roboter löst. Beide Schunk-Greifer werden über Spiralkabel mit Druckluft versorgt und direkt über die Robotersteuerung angesteuert. Die Greifkraftsicherung erfolgt per Feder.

Diesen ungewöhnlichen Docking-Greifer, den Cloos in enger Kooperation mit Schunk realisiert hat, bietet einen dreifachen Vorteil: zum einen ist die Lösung ausgesprochen wirtschaftlich, denn neben den beiden Standardgreifern ist kein zusätzliches Handling- oder Wechselsystem erforderlich; zum anderen sparen die andockbaren Kleinteilegreifer Gewicht am Tool-Center-Point. Und last but not least kann die Lösung sehr einfach an bestehenden Roboterzellen nachgerüstet werden, ohne dass am Schweißroboter Schläuche, Kabel oder Ventile angebaut werden müssen. Beste Voraussetzungen also, um das modular aufgebaute Strom- und Gasdüsenwechselsystem mit minimalem Aufwand in vorhandene Schweißanlagen zu integrieren und dessen Effizienzeffekte im Serienbetrieb zu nutzen.

„Der doppelt eingesetzte Schunk MPG-plus ist der derzeit leistungsstärkste Miniatur-Parallelgreifer am Markt. Verglichen mit ähnlichen Modulen, die den gleichen Input benötigen, erzielt er einen deutlich höheren Output und macht damit den Weg frei zu immer kleineren und effizienteren Systemen", erklärt Jakob Khoury, Leitung Produktmarketing bei Schunk. Eine leistungsfähige, einzeln gepasste Kreuzrollenführung gewährleistet eine hohe Tragfähigkeit der gesamten Führung, minimalen Verschleiß und eine lange Lebensdauer. Um auch dynamische Anwendungen zu ermöglichen, wurde am Greifergehäuse überschüssiges Material eingespart. „Bei jedem Greifer wird die Führung individuell ausgemessen und spielfrei eingestellt", so Khoury weiter. Damit Konstrukteure beim Prozess- und Anlagendesign möglichst flexibel sind, lässt sich das Modul sowohl seitlich als auch bodenseitig durch- und anschrauben. Neben einer induktiven Abfrage kann der MPG-plus auch über integrier- und programmierbare Magnetschalter angesprochen werden.

Modulares Wechselsystem bietet viele Spielräume

Das QIROX SpareMatic Wechselsystem mit dem SCHUNK Greifer-Doppel lässt sich in kompakten Schweißzellen ebenso einsetzen wie in komplexen, verketteten Anlagen mit mehreren Robotern. „Vor allem bei Anwendungen mit langen Schweißzeiten, bei denen Verschleißteile häufig gewechselt werden müssen, zahlt sich das System unserer Ansicht nach aus“, bestätigt Heun-Juniorchef Yannick Willgenss abschließend.