Einblick in die Roboterzelle durch das 
Hubtor, das zum Entnehmen der fertigen 
Teile genutzt wird.
Bild: RSP Robot

Einblick in die Roboterzelle durch das Hubtor, das zum Entnehmen der fertigen Teile genutzt wird. Bild: RSP Robot

Das Unternehmen Stickel mit seinen rund 85 Mitarbeitern ist bekannt für anspruchsvolle Blechumformteile für den Prototypen- und Versuchsaufbau für Vor- und Kleinserien. Die große Vielfalt an Teilen fordert jedoch auch eine Vielzahl an unterschiedlichsten Anwendungen, die möglichst platzsparend untergebracht werden müssen. Eine Roboterzelle vom Automatisierungsspezialisten FLT samt Werkzeugwechsler von RSP schafft hier Abhilfe.

Neue Möglichkeiten

Der Einsatz mehrachsiger Robotersysteme schafft mehr Flexibilität und eröffnet neue Möglichkeiten bei der Automatisierung. Denn im Gegensatz zu anderen Systemen kann ein Roboter unterschiedliche Aufgaben übernehmen. Mit dem Werkzeugwechsler von RSP lassen sich daher mehrere Prozesse in einer Zelle mit nur einem Roboter durchführen.

Die Zelle wurde 2015 von FLT installiert und ist so flexibel, dass diese sukzessive um neue Prozesse erweitert werden kann. Anfangs für die

RSP Werkzeugwechsler

Der Roboter mit RSP-Werkzeugwechsler kurz vor dem Andocken an der Werkzeugplatte.
Bild: RSP Robot

Anwendungen Widerstandspunktschweißen, Rollfalzen und Drückfügen geplant, folgen nun weitere Werkzeuge für das Kleben und Handling-Anwendungen. Über ein seitlich angebrachtes Hubtor können die fertigen Teile bequem entnommen werden. So kann Stickel Laderaumklappen, Motorhauben, Radkästen, Dächer und vieles mehr für Kfz-Prototypen und als Ersatzteile von Oldtimern fertigen.

Trends µ-genau
Praxistaugliche Lösung
Gerade bei kleinen Losgrößen und Einzelteilen ist eine möglichst flexible Fertigungsanlage ein entscheidender Vorteil – es lassen sich mit wenig Aufwand bei hohem Automatisierungsgrad die unterschiedlichsten Prozesse mit ein und demselben Roboter abarbeiten. Wichtig ist, dass bei einer derartigen Anlage der Werkzeugwechsel entsprechend einfach, schnell und möglichst auch autonom erfolgen kann – so ist sichergestellt, dass die hohe Flexibilität der Anlage nicht nur auf dem Papier gegeben ist, sondern auch in der Praxis umgesetzt werden kann.

Doch neue Möglichkeiten schaffen auch neue Gefahren, die in der 2011 veröffentlichten Sicherheitsnorm EN ISO 10218-2 beschrieben werden. Demnach darf das Werkzeugwechselsystem auch beim Ausfall der Energiezufuhr, etwa der Pneumatik, nicht öffnen. Um Sicherheit zu gewährleisten, darf das Öffnen des Wechselsystems zudem nur an definierten Positionen möglich sein. Gemeinsam mit dem Partnerunternehmen SSP – Safety System Products, Experten aus der Maschinensicherheit, hat RSP daher einen sicheren Werkzeugwechsler „TCSafe“ entwickelt.

RSP Widerstandspunktschweisszange

Die Widerstandspunktschweißzange lässt sich sicher und einfach einwechseln.
Bild: RSP Robot

Der RSP-Wechsler „TCSafe“ verspricht maximale Sicherheit. Ausgestattet mit Sicherheits- und Drucksensoren wird jeder Vorgang überwacht und eine Fehlbedienung nahezu ausgeschlossen. Dabei erreichen die validierten Sicherheitsfunktion das Performance Level PL d und die berührungslosen RFID-Sicherheitssensoren „Safix“ zur Stellungsabfrage PL e.

Validierte Sicherheitsfunktion

Ein sicheres Abschalten des Werkzeugwechslers, etwa beim Öffnen der Schutzeinrichtungen, ist somit gewährleistet. Das heißt, dass ein Herabfallen oder Wegfliegen der Werkzeuge sicher verhindert wird. Alle sicherheitsrelevanten Funktionen werden vom Werkzeugwechslersystem eigensicher ausgeführt und überwacht. Der Integrator stellt ausschließlich die Anforderung zum Öffnen oder Schließen, weitere Sicherheitsfunktionen am Werkzeugwechselsystem werden nicht benötigt.

Sicherer Halt

Bei dem von RSP entwickelten TrueConnect-Verfahren wird der Werkzeugwechsler über ein Kugelsystem gehalten. Mit den Kugeln wird die dazugehörige Werkzeugplatte in speziell eingearbeiteten Kavitäten automatisch zentriert. Dieses System ermöglicht kraftvolle, schnelle und höchst präzise Werkzeugwechsel, die zum Teil unter 1 s liegen. Die elektrischen Kontakte schließen erst, nachdem das Werkzeug zentriert und verriegelt wurde. So werden die Kontakte vor Verschmutzung und Abnutzung geschützt. Dank dieses patentierten Verfahrens wird eine sehr hohe Wiederholgenauigkeit (nominal 0,01 mm) realisiert. Das System ist nahezu verschleißfrei und garantiert eine hohe Lebensdauer.

An den drei Toolstands – den Werkzeugablagen – wird die Endlage des Werkzeugs über den kompakten, berührungslosen Sicherheitssensor Safix sicherheitsgerichtet abgefragt. Eine mögliche

RSP Sicherheitssensor

Der berührungslose RFID-Sicherheitssensor
Safix am Wechsler „TCSafe“ und Hangerkit.
Bild: RSP Robot

Gefahrenquelle ist an dieser Stelle das Vertauschen von Werkzeugen, die manuell umgehängt wurden. Doch mit seiner hohen Kodierungsstufe nach EN ISO 14119 löst Safix diese Anforderung: Einmal auf einen Betätiger eingelernt, kann der Sensor nur noch von diesem betätigt werden. So fragt der Werkzeugbahnhof von SSP nicht nur ab, ob ein Werkzeug vorhanden ist, sondern überprüft zusätzlich, ob sich das richtige Werkzeug im zugehörigen Bahnhof befindet.

Der Werkzeugwechsler von RSP ist nach Ansicht der Verantwortlichen der erste sichere Wechsler, der die Anforderungen der Maschinenrichtlinie erfüllt und dies auch nachweisen kann. Zudem schätzen sie die hohe Präzision und Langlebigkeit der RSP-Systeme und sehen in der schnellen Inbetriebnahme sowie der Flexibilität, die durch Wechselsysteme geschaffen wird, deutliche Vorteile.

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