Das manuelle Schleifen von Karosserien und Anbauteilen sowie von glasfaserverstärkten Kunststoffteilen (GFK) wie Windkraft-Rotorblätter oder Flugzeugkomponenten ist arbeitsintensiv. Anbieter wie Eisenmann und GDC Consulting helfen dabei, diesen Arbeitsschritt zu automatisieren.
Die Fertigung von Windkraftanlagen ist nach wie vor ein sehr personalintensiver Prozess. Denn die Schleifbearbeitung ließ sich bislang nicht automatisieren, weil die Dimensionen zu gewaltig waren und die Geometrien somit schwankten. Verschiedene Anbieter haben sich dieses Problems nun angenommen.
So hat die Eisenmann AG, Böblingen, gemeinsam mit der Pflüger Präzision GmbH, Enzweihingen, das vollautomatische Schleifsystem Variosurfer Concept Pflüger entwickelt, mit dem sich verschiedenste Oberflächen und Materialien aktivieren und glätten lassen – unter anderem Karosserien und Anbauteile sowie glasfaserverstärkte Kunststoffteile (GFK), wie sie bei Windkraft-Rotorblättern oder Flugzeugkomponenten zum Einsatz kommen. Dank seines Aufbaus und seiner Steuerungskonfiguration kann Variosurfer mit fast allen gängigen mehrachsigen Robotern betrieben werden. Dafür wurde die Steuerung des Systems in den Robotercontroller integriert. Durch diese Anbindung ist es mittels der integrierten Servomotoren möglich, die Walzen einerseits individuell auf die Konturen der Werkstücke einzustellen und sie andererseits gemeinsam mit den Roboterachsen offline zu programmieren. Das Schleifsystem passt sich automatisch den Konturen des Werkstücks an, wodurch ein hoher Wirkungsgrad und reproduzierbare Bearbeitungsergebnisse erzielt werden.
Das Schleifsystem besteht aus einzelnen Walzenelementen, die in einem Edelstahl-Gehäuse mit integrierter Zentralabsaugung untergebracht sind. Diese einzeln rotierenden Walzenelemente können mit den individuell zum Werkstück passenden Filamenten bestückt werden, deren Kombination aus Körnung, Bündelung und Länge im Vorfeld ermittelt wird. Je nach zu bearbeitendem Werkstück kann Variosurfer in Baugrößen von etwa 300 bis 900 mm realisiert werden.
Das Schleifsystem ist mit einer integrierten Ionisierungseinheit ausgestattet, so dass die elektrostatisch aufgeladenen Schleifpartikel neutralisiert und von der Hochgeschwindigkeitsabsaugung aufgenommen werden.
Noch im Konzeptstadium befindet sich ein System der GDC Consulting GmbH, Gütersloh: Zwei Kuka-Roboter KR210 mit 180 kg Traglast und rund 3 m Reichweite arbeiten dabei beidseits des Rotorflügels. Um den erforderlichen Arbeitsbereich abzudecken, sollen die Roboter auf Verfahrachsen montiert werden. Der Flügel dreht sich während der Bearbeitung um seine Längsachse, so dass die Roboter in einer möglichst günstigen Position arbeiten können, um den beim Schleifen erforderlichen Druck auf das Werkzeug ausüben zu können. Für die Bearbeitung sind druckluftbetriebene Schleifwerkzeuge in der Entwicklung. Denkbar sind Schleifscheiben mit Durchmessern von 300 bis 500 mm.
Für das Schleifen wird anhand der CAD-Daten des Flügels ein Bewegungsprofil des Roboters erstellt und entsprechende Bahnen generiert. Für die Ausstattung der Roboter soll daher ein Abstandssensor mit einem Kraft-Momenten-Sensor gekoppelt werden. Damit lässt sich die Lage der Werkstückoberfläche zur Position des TCP exakt bestimmen. Zudem reagiert der Roboter mit seinem Werkzeug auf Unebenheiten oder Grate. sk
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