Güdel erweitert robotergestütztes Schleifen für die Fertigstellung großer Teile

Güdel zielt auf das Schleifen großer Teile mit erweiterten Roboterbewegungen ab

Güdel hat ein Konzept für robotergestütztes Schleifen vorgestellt, das vertikales Heben mit horizontaler Bewegung kombiniert, um das Arbeitsfeld eines einzelnen Industrieroboters für große gefertigte Teile zu erweitern. Berichtet von der ursprünglichen Quelle, Robotics & Automation News, zielt das System auf Schleif- und Oberflächenbearbeitungsaufgaben ab, die oft noch manuell durchgeführt werden, aufgrund der Teilgröße, des schwierigen Zugangs und der Prozessvariabilität. Der Ansatz des Unternehmens kombiniert einen FANUC-Roboter mit Güdels vertikalen und bodenmontierten Bewegungsachsen, sodass ein Roboter Anwendungen abdecken kann, die ansonsten mehrere Roboter, komplexere Vorrichtungen oder wiederholtes Umpositionieren von Teilen erfordern würden. Laut weiteren Details, die von Business Wire veröffentlicht wurden, wird das Konzept als praktischer Weg positioniert, um große, schwer erreichbare Teile zu automatisieren und dabei die softwarebasierte Anpassungsfähigkeit zu bewahren, während sich die Produktdesigns ändern.

Aus der Perspektive der Fertigungsingenieurwissenschaften ist die Bedeutung weniger das Schleifen allein, sondern vielmehr, wie externe Achsen genutzt werden, um robotergestütztes Finishing wirtschaftlich rentabel für übergroße Schweißkonstruktionen, Rahmen und gefertigte Baugruppen zu gestalten. Schleifen, Entgraten und Oberflächenvorbereitung sind klassische Hochmix-, Hochvariationsprozesse, insbesondere nach dem Schweißen, thermischen Schneiden oder Bearbeiten. Wenn der Roboter stationär bleibt, können Reichweitenbeschränkungen Kompromisse bei Werkzeugwinkeln, Pfadqualität und Zykluszeiten erzwingen. Das Hinzufügen einer siebten Achse auf dem Boden und einer vertikalen Positionierungsachse ändert diese Gleichung, indem eine konsistentere Werkzeugorientierung über ein größeres Arbeitsfeld erhalten bleibt. Dies kann die Kontaktbedingungen verbessern, manuelle Nachbearbeitung reduzieren und ein wiederholbareres Finishing vor dem Lackieren, Beschichten oder der Endinspektion unterstützen. Eine ähnliche Architektur ist bereits in schweren robotergestützten Schweißzellen bekannt, in denen lineare Schienen und Portale verwendet werden, um die Reichweite von ABB-, KUKA-, FANUC- und Yaskawa-Robotern bei langen Teilen wie Chassis-Mitgliedern, Strukturträgern und landwirtschaftlichen Geräten zu erweitern.

Warum integrierte vertikale und horizontale Achsen wichtig sind

Die technische Begründung hinter der Güdel-Konfiguration ist einfach. Große gefertigte Teile weisen oft Schweißnähte, Ecken und gemischte Oberflächen auf mehreren Höhen und Versätzen auf. Wenn der Roboter allein die gesamte Geometrie abdecken muss, benötigen Integratoren möglicherweise einen größeren Roboter mit längerer Reichweite, mehrere Stationen oder einen Teilemanipulator, der in der Lage ist, schwere Werkstücke zu drehen und zu indexieren. Jede dieser Optionen erhöht die Kosten, den Platzbedarf, die Sicherheitskomplexität und die Wartungslast. Ein koordiniertes Bewegungspaket kann stattdessen den Roboter zum Prozess bewegen, wodurch das Teil stabiler bleibt und die Vorrichtungskomplexität verringert wird. Wie von RoboticsTomorrow beschrieben, soll die Kombination die Reichweite, Stabilität und Prozesskonsistenz liefern, die für anspruchsvolle Schleifanwendungen erforderlich sind. Für Produktionsleiter bedeutet dies weniger Handhabungsschritte und potenziell geringere Variationen, die durch wiederholtes Spannen oder manuelles Umpositionieren eingeführt werden.

Es gibt auch Auswirkungen auf die Prozesskontrolle. Die Qualität der Oberflächenbearbeitung hängt von konstanter Kraft, stabiler Pfadverfolgung, Spindelleistung und vorhersehbarer Teilepräsentation ab. Externe Achsen müssen daher eng mit dem Robotercontroller und den Prozesswerkzeugen koordiniert werden. In der Praxis bedeutet dies eine sorgfältige Integration von Servobewegungen, Kabelmanagement, Kollisionszonen, Staubabsaugung und Schutzvorrichtungen. Es wirft auch vertraute Compliance-Fragen zur Maschinen- und Robotersicherheit auf. Für europäische Einsätze werden Integratoren typischerweise die Zelle anhand des Maschinenrahmens und relevanter Normen wie ISO 10218 für die Sicherheit von Industrierobotern, ISO/TS 15066, wenn die kollaborative Operation in Betracht gezogen wird, und elektrischen Anforderungen in Übereinstimmung mit IEC und EN 60204-1 bewerten. Wo Schleifstaub, Funken und abrasive Rückstände in der Nähe von Schweißoperationen vorhanden sind, wird das Design der Umhausung, die Absaugung und die Brandrisikominderung zu zentralen Ingenieuraufgaben anstelle von sekundären Ergänzungen.

Was das für Integratoren von Schweißzellen bedeutet

Für Schweißzellenbauer und Integratoren von robotergestütztem Schweißen ist Güdels Ankündigung relevant, da das Nachschleifen und die Oberflächenvorbereitung nach dem Schweißen häufig die Engpässe sind, die den Wert der vorgelagerten Schweißautomatisierung einschränken. Ein Werk kann robotergestütztes MIG/MAG- oder TIG-Schweißen mit hoher Wiederholgenauigkeit einsetzen und dennoch auf manuelle Nachbearbeitung angewiesen sein, um Spritzer zu entfernen, Nähte zu verbinden oder Oberflächen für nachgelagerte Beschichtungen vorzubereiten. Die Erweiterung der Roboterreichweite durch vertikale und horizontale Bewegungen schafft einen Weg, um Schweißen und Finishing in benachbarten oder verbundenen Zellen zu kombinieren, insbesondere für große Baugruppen, die schwer zwischen Stationen zu bewegen sind. Integratoren, die schlüsselfertige Systeme entwerfen, könnten Gelegenheiten sehen, eine gemeinsame Vorrichtungskonzeption über Schweißen und Finishing hinweg zu nutzen, was die Handhabungsschnittstellen reduziert und die Datumsstabilität bewahrt.

Dies ist besonders relevant in Sektoren wie der Automobilzulieferproduktion, Off-Highway-Ausrüstung, Anhängern, Energieanlagen und allgemeiner Metallverarbeitung. Eine Langstrecken-Finishing-Zelle kann Schweißroboter von ABB, KUKA, FANUC oder Yaskawa ergänzen, während kollaborative Finishing-Konzepte auch mit Universal Robots oder Doosan in Anwendungen mit geringeren Kräften und kleineren Teilen evaluiert werden können. Die Wahl hängt von der Tragfähigkeit, Steifigkeit, abrasiven Prozesskräften und der erforderlichen Zykluszeit ab. In den meisten schweren Schleif- und Schweißnahtmischaufgaben bleiben konventionelle Industrieroboter mit externen Achsen die realistischere Option, da sie höhere Steifigkeit und bessere Toleranz gegenüber Prozesslasten bieten. Für KMU ist die Hauptfrage im Design, ob die Investition in die zusätzliche Achse genügend manuelle Arbeit, Nacharbeit und Teilebewegung reduziert, um die Investitionskosten zu rechtfertigen. Wo Teilefamilien groß, aber geometrisch verwandt sind, kann die Softwarekonfiguration koordinierter Achsen diesen Geschäftsnutzen stärken.

Breitere Auswirkungen auf die Automatisierung der Fertigung

Der breitere Trend ist, dass die Automatisierung der Fertigung über isolierte Roboterarme hinausgeht und koordinierte Bewegungssysteme entwickelt, die auf die reale Teilegeometrie zugeschnitten sind. Schweißen, Schleifen, Entgraten und Inspektion müssen zunehmend als verbundene Prozessschritte behandelt werden, anstatt als separate Inseln. Güdels Ansatz spiegelt diesen Wandel wider, indem er eine der anhaltenden Einschränkungen bei der Automatisierung großer gefertigten Strukturen angeht: den Roboter an den richtigen Ort zu bringen, ohne den Rest der Zelle zu komplizieren. Für Beschaffungsteams und Fertigungsingenieure ist die praktische Erkenntnis, nicht nur die Roboter-Marke und Tragfähigkeit zu bewerten, sondern auch die Strategie der externen Achsen, die Vorrichtungskonzeption, die Wartungsfreundlichkeit und die Einhaltung von Standards von Anfang an in das Projekt einzubeziehen.

Unternehmen, die robotergestütztes Schweißen, Cobot-Schweißen oder automatisierte Finishing-Projekte für große Fertigungen prüfen, können diese Entwicklung als Referenzpunkt verwenden, wenn sie Anforderungen an Reichweite, Teilehandhabung und Nachbearbeitung festlegen. Roboterschweißzellen können technische Unterstützung zur Architektur von Schweißzellen, koordinierten Achsen und integrierten Finishing-Workflows bieten; Leser, die eine neue Installation oder Nachrüstung bewerten, können ein Angebot für eine Projektprüfung anfordern.