Linear-, Scara- und Sechsachsroboter – drei Konzepte für verschiedene Anwendungen. Lineargeräte trumpfen mit hoher Geschwindigkeit auf, Knickarmroboter mit Flexibilität. Dazwischen liegen die Scaras: Sie decken oft Anwendungen ab, bei denen Beweglichkeit, Schnelligkeit und Genauigkeit gefragt sind.
Für alle drei Robotertypen werden neue Entwicklungen auf der K 2007 vorgestellt. Daran wird deutlich, dass jede Bauart ihr Einsatzgebiet in der Kunststoffverarbeitung hat – mit den jeweiligen Stärken von „sehr schnell“ bis „sehr flexibel“, und natürlich auch mit Überschneidungen. High-speed-Anwendungen zum Beispiel sind unter anderem ein Thema der Getecha GmbH, Aschaffenburg. Ihr Seiten-Handlinggerät GLS 1 für 1 kg Handhabungsgewicht ist durch seine Teleskopachse ein kompaktes Lineargerät. Mit Servoantrieb eignet es sich für hohe Geschwindigkeiten. Der Zahnstangenantrieb der ersten Achse vermeidet die Elastizitäten eines Riemenantriebs, was der Positioniergenauigkeit und Dynamik des Geräts zugute kommt. Das größere Handlinggerät GL 15 des Anbieters mit 15 kg Handhabungsgewicht erreicht zum Beispiel eine Geschwindigkeit von 3 m/s in der y-Achse bei voller Last. Die spezielle Konstruktion der x-, y- und z-Achsen wirkt Vibrationen am Greifer entgegen, was besonders bei High-speed- oder Einlegeanwendungen für Verbesserungen sorgt.
Auch der neue, für 5-kg-Traggewichte konzipierte Linearroboter W733 der Wittmann Kunststoffgeräte GmbH, Wien, hat eine Teleskop-Vertikalachse. Die Zeit für die Einfahr- und Entformbewegung dieser Achse beträgt jeweils nur etwa 0,3 bis 0,5 s, ja nach Verfahrweg. Für Traggewichte bis zu 10 kg ist das Robotermodell W723 ausgelegt (vorgesehen für Maschinen bis etwa 3000 kN Schließkraft), wobei die neue Teleskopachse den vollen Leistungsbereich der Serie W72x abdeckt.
Kommt der Scara ins Spiel, geht es meist nicht nur um Geschwindigkeit. Zum Beispiel bei dem neuen Horizontalroboter W7x5 von Wittmann, der mit Scara-Kinematik ausgerüstet ist und 1200 mm Verfahrhub bietet für den Einsatz auf Spritzgießmaschinen mit Schließkräften von 2000 bis 2500 kN: Der Roboter ist für kurze Entformzyklen konzipiert und vereint die Vorzüge einer schnellen rotatorischen Horizontalachse mit einer planparallelen Greiferbewegung.
Die Stäubli Tec-Systems GmbH, Bayreuth, hat mit dem neuen Mini-Scara RS 20 ein Robotersystem für die Tabletop-Automation im Programm. Es wiegt 15 kg und ist für Tragkräfte bis 1 kg bei 220 mm konzipiert. Wegen seiner kompakten und robusten Bauform kann der Mini-Scara auch unter engen Platzverhältnissen agieren, beispielsweise bei der Mikromontage oder innerhalb einer Bearbeitungsmaschine. Der Raumbedarf für die Sockelinstallation beträgt 150 mm in der Breite und 250 mm in der Tiefe.
Die Kuka Roboter GmbH, Augsburg, den meisten K-Besuchern eher wegen ihrer Sechsachsroboter bekannt, präsentiert ebenfalls einen Scara auf der Düsseldorfer Messe. Bei den gezeigten Anwendungen mit dem KR 5 scara aus der Kleinrobotikfamilie geht es aber vorwiegend um Schnelligkeit.
Flexibilität ist die Stärke der Sechsachsroboter, deswegen sind sie gefragt. Doch gerade darum sind Geschwindigkeits-Zugewinne willkommen und ein zusätzliches Argument. So auch beim neuen Sechsachser KR 16 KSS von Kuka. Wie alle Konsolroboter von Kuka bietet diese Variante eine vergrößerte Arbeitsraumtiefe nach unten bei gleichzeitig verringerter Baugröße, nur dass das Modell 20 % schneller ist. Ein Vorteil, der sich besonders beim Be- und Entladen von kleineren Spritzgießmaschinen mit schnellen Zyklen bemerkbar macht. Mit diesem Roboter reagiert der Anbieter auf die Anforderungen der Branche, die nach Platz sparenden, flexiblen und zugleich schnelleren Automatisierungsmöglichkeiten verlangt.
Mit dem HP3J hat die Motoman robotec GmbH, Allershausen, ihre HP3-Familie um die nunmehr kleinste Variante nach unten erweitert. Der Sechsachsroboter hat eine Traglast von 3 kg bei einem maximalen Arbeitsbereich von 532 mm. In Düsseldorf ist er am Stand der Demag Plastics Group zu sehen.
Mit dem Motoman ES200RN-120 will die Krauss Maffei Kunststofftechnik GmbH, München, auf der K den größten Shelf-Type-Roboter in der 120-kg-Klasse präsentieren. Bei einem horizontalen Radius von 4004 mm und einer Reichweite nach unten in die Maschine von 2798 mm, schultert er eine Traglast von 120 kg. Der Roboter kann nicht nur die Spritzgießmaschine be- und entladen, sondern anschließend noch komplexe Nachbearbeitungen übernehmen. Hohe Verfahrgeschwindigkeiten reduzieren die Öffnungszeit des Werkzeugs. Das schlanke Handgelenk erlaubt in Verbindung mit dem schlanken Arm ein Eintauchen auch in engere Arbeitsräume.
Spritzgießmaschinenhersteller und Automationssanbieter betätigen sich zunehmend als Systemintegratoren, die einzelne Komponenten einer Fertigungszelle aufeinander abstimmen. Auf der K-Messe wird dies mehr als deutlich. Krauss-Maffei demonstriert diese Kompetenz an mehreren Beispielen. So legt ein Industrieroboter IR 30F an einer Spritzgießmaschine vom Typ KM 80-180 CX Folien in ein Werkzeug ein, entnimmt das beschichtete Bauteil, führt es einer Angusstrennstation zu und legt es dann auf ein Förderband. Der Roboter befindet sich innerhalb der Maschineneinhausung und arbeitet unter Reinraumbedingungen.
An der Wendeplattenmaschine KM 2300-12000 MX SpinForm arbeiten zwei Roboter in Handshake-Technologie zusammen. Sie bringen Trennmittel in ein Werkzeug ein, entnehmen ihm Teile und führen diese einer Bearbeitungsstation zu. Im Anschluss daran werden Befestigungsclipse montiert.
Anwendungstechnisches Highlight des Spritzgießmaschinenbauers Arburg GmbH + Co KG, Lossburg, ist die Herstellung einer LED-Lichtleiste in einem Arbeitsschritt auf einer 3K-Spritzgießmaschine. Für Maschine, Werkzeug und Robot-System gelten hohe Anforderungen. Diese Anwendung ist ein Projekt von Arburg, Oechsler und weiteren Partnern.
Seine Kompetenz für komplexe Fertigungszellen demonstriert der Anbieter anhand von Projektanlagen. Ein Beispiel ist die vollautomatische Montage in einer Anlage mit einer Spritzgießmaschine Allrounder 920 S und einem Linearroboter vom Typ Multilift V. In einem Zyklus werden die fünf Einzelteile einer Klappbox gespritzt, vom Robot-System entnommen und komplett montiert. Die fertige Klappbox wird schließlich zusammengeklappt bereitgestellt.
Die Dr. Boy GmbH & Co. KG, Neustadt-Fernthal, führt mit dem Spritzgießautomaten BOY 55 VV das vollautomatisierte Umspritzen von Einlegeteilen vor. Die dafür konzipierte, modular aufgebaute Automation ist Platz sparend auf dem Maschinengestell positioniert: Die Aufstellfläche beträgt nur etwa 3,3 m2. Die Anlage fertigt einen Satz von vier verschieden großen Sechskantstiften. Ein Sechsachsroboter transportiert die Teile zwischen den einzelnen Bearbeitungsstationen. Die produktspezifischen Module lassen sich komplett oder teilweise demontieren und austauschen, was die Flexibilität der Anlage bei wechselnden Anwendungen erhöht. Kurze Rüstzeiten und geringere Kosten durch Verwendung von Komponenten für verschiedene Einsatzzwecke nennt der Anbieter unter anderem als Anwendervorteile.
Unterstützung in Sachen Systemintegration erhalten Kunststoffverarbeiter nicht nur bei den Spritzgießmaschinenherstellern, sondern auch bei den Automationsspezialisten. Die Remak Maschinenbau GmbH, Reinheim, hat dafür ihr modulares und flexibles Zellenkonzept MasterCell in petto. Die MasterCell FlexCheck lässt sich beispielsweise variabel für verschiedene Prüfaufgaben einsetzen. Durch die Verknüpfung von Kameratechnik mit Sechsachsrobotern können auch komplizierte 3-D-Konturen überprüft werden.
Als Systemintegrator zeigt die Reis GmbH & Co. KG Maschinenfabrik, Obernburg, ebenfalls roboterbasierte Automationslösungen auf der K 2007. Neben der Automatisierung von Spritzgießmaschinen werden Applikationen zu Ultraschallschweißen und -schneiden, Laserschneiden, Fräsen, Fügen sowie Kleben, Dichten und Schäumen zu sehen sein. Highlight ist die flexible Extrusion unterschiedlicher Dichtungsprofile direkt auf ein Bauteil durch einen Sechsachsroboter vom Typ RV30-26. Vorteile sind die anwenderspezifische Gestaltung des Dichtungsprofils, die nahezu verlustfreie Verwertung des Dichtungsmaterials und die sofortige Verbaubarkeit des Bauteils.
Christian Bothur Freier Fachjournalist in Düsseldorf
Sechsachser legen bei der Geschwindigkeit zu
Der Robot entnimmt, fräst, schneidet, klebt und schäumt
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