MAGAZIN KUKA Roboter GmbH, 86368 Gersthofen, Deutschland Einsatz eines Industrieroboters zum Fräsen von Schachtunterteilen Eine der ältesten Kanalisationen der Welt entdeckten Wissenschaftler in Mohenjo-Daro, nahe dem Fluss Indus in Pakistan. Das 4.000 Jahre alte gemauerte Entwässerungssystem kann man sich heute noch anschauen. Heute gilt beispielsweise in Deutschland die Norm, dass es alle 50 Meter einen Kanalschacht geben muss. In Summe gibt es daher mittlerweile mehrere Millionen Schächte, die alle aus Beton sind, und unterschiedliche Gerinne und Anschlüsse aufweisen. Jedes Schachtunterteil ist demzufolge ein Unikat. Bereits seit 1907 fertigt das Unternehmen Prinzing GmbH aus Bleubeuren in Deutschland Anlagen zur Herstellung von Betonfertigteilen wie Mauer- und Bordsteinen sowie Betonrohren und Schachtringen. Mit der Einführung der Primuss Anlage im Jahr 2009 wurde es erstmals möglich monolithische Schachtunterteile, bestehend aus einem Betonstück, automatisch zu fertigen. Beim Thema Automation entschied sich die Firma Prinzing für den Industrieroboter der Firma Kuka Roboter GmbH, der in der Anlage Fräsarbeiten ausführt. Zuerst wird das Gerinne der Schachtunterteile von unten mit einem kugelförmigen Fräskopf herausgefräst Anschließend werden die Gerinneanschlüsse durch seitliche Bearbeitung von außen mit einem Scheibenfräser gefräst 2 BWI – BetonWerk International – 2 | 2011 Bisher war der Produktionsprozess zur Herstellung von auftragsbezogenen Schachtunterteilen aufwendig, kosten- und personalintensiv und nicht immer sehr umweltbewusst. „Wir haben bei der Entwicklung der Primuss Anlage zielstrebig den Weg der Vereinfachung des Produktionsprozesses gesucht und gefunden“, sagt Richard Kraiß von der Geschäftsleitung der Firma Prinzing. „Für uns gab es zum Einsatz von Kuka Robotern dabei keine Alternative“, so Kraiß weiter. Das Primuss System beinhaltet ein Warenwirtschaftssystem zur Angebotserstellung. Hier werden die Schachtdaten EDV technisch erfasst und später an die Frässtation weitergegeben. Bertram Schiebel, Applikationsingenieur der Kuka Roboter GmbH, entwickelte hierfür ein Softwaremodul, das die Konturdaten der Gerinne im Betonschacht aus dem Prozessleitsystem des Betonwerkes übernimmt und daraus fertige Programme für den Roboter generiert. Die Programme werden automatisch in die Robotersteuerung geladen und gestartet. Ein spezielles Softwareprogramm sorgt dafür, dass immer nur das aktuell benötigte Roboterprogramm in der Steuerung geladen ist. Somit bleibt die Speicherverwaltung auch bei einer Vielzahl von unterschiedlichen Schachtmustern übersichtlich, und das Risiko einer etwaigen Fehlbedienung, z.B. im Wartungsfall, wird minimiert. Zusätzliche www.cpi-worldwide.com MAGAZIN Parameter erlauben optional eine Feinoptimierung der Fräsvorgänge, z.B. die Anpassung des Fräservorschubes an die Betonhärte. Vor der Integration wurde das komplette Softwarepaket in einer 3D Offline Simulationsumgebung im Dauerbetrieb getestet, um alle theoretisch vorkommenden Gerinnegeometrien auf Zugänglichkeit und Kollision zu überprüfen. „Unser Team entwickelt Hand in Hand mit dem Kunden individuelle Lösungen nach Maß“ erklärt Dieter Rothenfusser, Leiter des Engineering Services der Kuka Roboter GmbH. „Die Zusammenarbeit mit den erfahrenen Applikationsingenieuren in Sachen Roboter- und SPS Programmierung, Sensorik und Softwareentwicklung stellt dabei insbesondere für Roboterneukunden einen wichtigen Baustein auf dem Weg zu innovativen Automatisierungslösungen dar“ sagt Dieter Rothenfusser. Zunächst erfolgt die Fertigung eines monolithischen Betonzylinders, wobei der erdfeuchte Beton mit frequenz- und amplitudengesteuerter Vibration innerhalb von ca. vier Minuten verdichtet wird. Anschließend muss www.cpi-worldwide.com der Beton bis zu vier Stunden erstarren. Erst danach kann der noch junge Monolith mit hoher Geschwindigkeit von dem hängend montierten Roboter KR 100-2 P-C ausgefräst werden. Dieser besondere Robotertyp mit extra großer Reichweite von 3.500 mm kann zwei Schachtunterteile in einem Abstand von zwei Metern nacheinander bearbeiten. Mit zwei Arbeitsstationen wird sichergestellt, dass der Roboter immer einen Monolithen bearbeitet, während das fertige Schachtunterteil ausgetauscht wird. Der KR 100-2 P-C bearbeitet den Betonblock, wenn dieser noch nicht zu sehr erhärtet ist und somit gut fräsen lässt. Zu Beginn wird das Gerinne von unten mit einem kugelförmigen Fräskopf herausgefräst. Anschließend werden die Anschlüsse von außen mit einem Scheibenfräser gefräst. Letzte Schritte sind das endgültige Aushärten und das Wenden des Schachtunterteils in die Einbaulage. Der Fräsvorgang für einen Monolithen dauert ca. 12 Minuten. „In nur vier Stunden kann man 20 Schächte herstellen, inklusive Werkzeugwechsel des Fräsroboters“ betont Ralph Nitsche, Kuka Roboter stolz. 왎 WEITERE INFORMATIONEN KUKA Roboter GmbH Hery-Park 3000 86368 Gersthofen, Deutschland T +49 821 45330 F +49 821 45331616 [email protected] www.kuka-robotics.com BWI – BetonWerk International – 2 | 2011 3
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