Robotik

Wie sich Messtechnik mit einem Cobot automatisieren lässt

Der Werkstoffspezialist Element Six hat seine Messtechnik zur Qualitätssicherung automatisiert. Die Briten nutzen dafür ein optisch kollaboratives Messsystem von Alicona. Der Clou: Ein Cobot misst dabei Werkzeug und Werkstücke.

Messtechnik von Alicona und ein Cobot von Universal Robot sind beim britischen Werkstoffspezialisten Element Six im Einsatz.

Werkzeug und Werkstück vollautomatisch in einer Drehmaschine messen. Was nach einem produktionstechnischen Traum klingt, wird bei Element Six schon sehr fein gesponnen. Die britischen Werkstoffspezialisten machten vor kurzem durch einen neuen Schneidstoff auf sich aufmerksam. Bearbeitungsgeschwindigkeiten von 300m/Min, ein kalkulierbares Verschleißverfahren und bis zu 50 Prozent höhere Standzeiten bei der Bearbeitung von gehärtetem Stahl verspricht das Produktkürzel „PureCut“. Die Messtechnik dazu lieferte Alicona. Die Herausforderung: Die Briten verlangten nach mehr Effizienz im Messprozess und wollten ihre Testreihen automatisieren. Ideale Ausgangsbasis für einen kollaborativen Roboter von Universal Robots.

Alicona, Element, Six, Cobot, Universal, Robots © Universal Robots/Alicona

Mit dem CompactCobot wird sowohl das Werkzeug – in diesem Fall eine Wendeschneidplatte – als auch das Werkstück direkt in der Drehmaschine gemessen. Der Ablauf erfolgt mittels einer zentralen Steuerung vollautomatisch.

Genaue Wahl der Messtechnik

Ein Teil des Kerngeschäfts von Element Six ist es, ganzheitliche Fertigungsstrategien in der Zerspanungstechnik zu entwickeln und zu implementieren. Hier sind gute Partner gefragt. Daher hat sich das Unternehmen wieder für Alicona entschieden. Alicona ist Anbieter von optischer, industrieller Messtechnik zur Qualitätssicherung von komplexen Bauteilen aus allen Sparten der Präzisionsfertigung.Das optische kollaborative Messsystem, das bei Element Six im Einsatz ist, basiert auf der Technologie der Fokus-Variation. Es ist so robust, dass auch in der Produktionslinie hochauflösende Messungen in hoher Geschwindigkeit wiederholgenau gelingen. Allerdings war dieses Messsystem bis dato auf die manuelle Nutzung durch einen Bediener beschränkt. Hier sollte ein kollaborativer Roboter von Universal Robots Abhilfe schaffen. Der CompactCobot ermöglicht nun völlig automatisierte Messreihen. Das erhöht die verfügbaren Daten um ein Vielfaches. "Wir versuchen neue Schneidwerkzeuge auf Diamantbasis zu entwickeln und bilden die Lebensdauer eines Schneidwerkzeugs in so vielen Signalen wie möglich ab", erklärt Wayne Leahy, Leiter des Fachbereichs Schneiden und Schleifen bei Element Six. Der Alicona-Cobot sei besonders gut darin, den Verschleiß verschiedener Typen zu messen und diese in Typen zu quantifizieren. Die Kombination von großer Datenmenge und der hohen Messpunktdichte hat die Optimierung von PureCut maßgeblich vorangetrieben. 

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Universal, Robots, Alicona, Element, Six, Cobot © Universal Robots/Alicona

Der Sensor misst zuerst die Kantenparameter der Wendeschneidplatte und in weiterer Folge die Oberflächengüte des Werkstücks. Dann wird der Roboter wieder in die Ausgangsposition geführt. Alle Messungen erfolgen ohne Ausspannen der Bauteile.

 

 

Automatisierte Test- und Messprozesse 

Der Grundstein für dieses moderne Fertigungskonzept war also gelegt. Sowohl das Werkzeug, eine Wendeschneidplatte, als auch das Werkstück werden automatisch direkt in der Drehmaschine gemessen. Wie funktioniert das nun im Detail? Eine zentrale Steuerung startet den Testprozess. Die Drehmaschine stoppt dann an einem definierten Punkt, die Türe öffnet sich und ein weiteres Signal setzt den Cobot in Gang. Der Roboterarm mit dem 3D-Messsensor wird automatisch in die Werkzeugmaschine manipuliert und misst die Rauheit. Damit wird die Oberflächengüte verifiziert. Anschließend kommt der Roboterarm zurück in die Ausgangsposition. Sämtliche Messungen erfolgen, ohne dass die Bauteile ausgespannt werden müssen. Im nächsten Schritt soll die Korrektur von Maschinenparametern auf der Basis der Messergebnisse automatisiert werden, indem der Cobot die Messwerte an die Drehmaschine weitergibt. Wenn das Werkzeug nicht den vorgegebenen Toleranzen entspricht, ändert die Drehmaschine gewisse Parameter automatisch. „So wird das Erstteil bereits als Gutteil produziert“, erklärt Leahy.

https://www.youtube.com/watch?v=T3Ce4CmCFbU In diesem Video spricht Wayne Leahy, Leiter der Anwendung bei Element Six, darüber, wie Alicona Metrology mit ihrem Cobot-Messsystem die Produktivität verbessert hat.

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