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Automatisiertes Schrauben mit Cobots

| Schraubtechnik

DEPRAG stellt Leichtbau-SFM für Leichtbauroboter vor

Zunehmende Varianten, kleiner werdende Losgrößen und kürzere Produktlebenszyklen stellen die Montage vor neue Herausforderungen. Automatisierte Arbeitsschritte sind für kleine und mittlere Unternehmen oft nicht wirtschaftlich, weil mit hohen Kosten verbunden. Mit der Entwicklung von Cobots wurde in den letzten Jahren Hoffnung geweckt, manuelle Montageaufgaben mit vertretbarem Aufwand technisch zu unterstützen und damit Automatisierungspotenziale nutzbar zu machen, die bisher kaum zugänglich waren.  

Durch den Einsatz von Cobots in der Montage entstehen völlig neue Möglichkeiten, nicht nur im Zusammenhang mit der Schraubtechnik. Geringe Investitionskosten ermöglichen die schnelle wirtschaftliche Umsetzung einer Applikation: Leichtbauroboter mit geringer Traglast sind wesentlich kostengünstiger und auch die Gesamtgröße einer Anlage oder Maschine lässt sich mit ihnen erheblich minimieren. Für diese Einsätze benötigt es daher entsprechend leichtes Schraubwerkzeug. Die DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG, mit Jahrzehnte langer Erfahrung in der Schraubtechnik, hat ein innovatives leichtes Schraubfunktionsmodul entwickelt, das alle Anforderungen zur Anbindung an gängige Cobots erfüllt. Dabei ist es für den Schrauber unerheblich von welchem Hersteller der Roboter ist. Der DEPRAG Schrauber kann an einen Kuka, Universal Robots (UR), Stäubli, ABB, Fanuc, Yaskawa und sonstigen gängigen Roboter angebracht werden.

 

Schraubfunktionsmodul in und für Leichtbauweise

Das Leichtbau-SFM (Schraubfunktionsmodul) punktet vor allem mit seinem geringen Gewicht von gerade einmal ca. 1,5 kg bei einem Maximaldrehmoment von 4,2 Nm. Ideale Voraussetzungen damit der Schrauber an Leichtbaurobotern installiert werden kann. Dabei sind Mundstück und Schnabelhülse zur prozesssicheren Montage der Schraube bereits inklusive. Zum Erreichen dieses Gewichts ist der Einsatz von Leichtbaumaterialien unabdingbar. Ob Bauteile aus Verbundwerkstoffen wie Carbon, Aluminiumteile aus dem 3D-Drucker oder leichte Kunststoffteile – jedes Gramm zählt für den Schrauber.

Mittels additiver Fertigungsverfahren lässt sich so beispielsweise kostengünstig die benötigte  Schrauberaufnahme aus Alu oder das Mundstück aus gehärtetem Werkzeugstahl drucken. CFK-Führungsrohre oder CFK-Platten lassen extreme Belastungen bei gleichzeitig geringem Gewicht zu. Interessant ist auch die integrierte roboterspezifische Anbindung: Sie besteht aus einem Klebeverbund eines Aluminiumgrundkörpers und einer CFK-Platte – gleichzeitig entfällt die Anschaffung eines zusätzlichen Adapters. Der Schrauber steht damit schnell für die Montage bereit.

Auch bei der Montage des Schraubfunktionsmoduls wurden Verbindungselemente aus Alu und Klebeverbindungen von Einzelteilen verwendet, um das Gewicht noch weiter zu senken. Mit all den gewichtsoptimierten Elementen ist das DEPRAG Leichtbau-SFM bestens für Leichtbauroboter mit geringer Traglast geeignet und hält hohen Belastungen stand. Cobot und Schrauber ergeben eine perfekte Montageeinheit. In der Praxis wird häufig auch der Begriff MRK Schrauber verwendet.

Cobot und Schrauber - eine unschlagbare Verbindung

Wird das Funktionsmodul mit DEPRAG Einbauschraubern bestückt, eröffnen sich zudem alle Möglichkeiten einer lückenlosen Prozessdatenerfassung und die Erstellung von bis zu 1000 Schraubprogrammen. Damit ist der Weg frei für eine Produktion, die sämtliche Elemente der prozesssicheren Schraubmontage berücksichtigt – und das auch für sicherheitsrelevante Verschraubungen. In Kombination mit einem DEPRAG Schraubenzuführsystem bekommt man so eine voll funktionsgetestete Schraubeinheit aus einer Hand. Cobots mit Schraubern sind eine unschlagbare Verbindung.

Dabei kann das Leichtbau-SFM mit jedem beliebigen DEPRAG Zuführsystem kombiniert werden: Sie stellen die Verbindungselemente in gewünschter Taktzeit effizient und positionsgenau zur Verfügung. Die rechtzeitige Bereitstellung ist ein wesentlicher Bestandteil der Produktivität und Verfügbarkeit der Montageprozesse. Die Integration ist besonders einfach und komfortabel. Zum Sortiment gehören Stufenförderer, Hubschienenförderer, Vibrationswendelförderer sowie Schraubengeber. Mit dem MRK-Schraubsystem lassen sich sowohl Verbindungselemente mit als auch ohne Kopf verschrauben.

 

Prozesssicherheit durch optionale Zusatzfunktionen

Doch auch das Schraubfunktionsmodul selbst lässt sich mit optionalen Zusatzfunktionen ausrüsten. Ein Schraubentiefensensor beispielsweise kann als Abschaltparameter bei der Verschraubung auf Tiefe, z. B. von Stellschrauben verwendet werden. Daraus ergibt sich ein hohes Maß an Prozesssicherheit für den jeweiligen Produktionsabschnitt.

Die Prozesssicherheit wird des Weiteren durch geeignete Anzugsverfahren erhöht. Bei Direktverschraubungen ergeben sich häufig Schwankungen, beispielsweise durch Änderungen in der Schrauben- und/oder Bohrungsgeometrie, dem Gefüge des Bauteilmaterials, wechselnde Oberflächenbeschaffenheiten des Schraubengewindes, federnde Elemente oder Setzerscheinungen. Je nach Anwendung und veränderlichen Randbedingungen lässt sich mit dem Schraubsystem das ideale Verfahren realisieren: drehmomentgesteuertes oder drehwinkelgesteuertes Schraubverfahren, Reibwertverfahren oder Clamp Force Control zur Erkennung der Kopfauflage und somit einer verbesserten Konstanz der Vorspannkraft stehen zur Auswahl.

Auch hinsichtlich Industrie 4.0 und Anlagenkommunikation bietet das Leichtbau Schraubfunktionsmodul ein durchgängiges und flexibles Konzept. Das „Smart Tool“ wird durch die Softwarelösung DEPRAG Cockpit unterstützt und ist bestens geeignet für den Einsatz in der vernetzten, digitalen Fabrik. Die Software sammelt alle montagebezogenen Produktionsdaten und stellt diese strukturiert und bedienerfreundlich zur Verfügung. Alle Schraubaufgaben können damit parametriert, visualisiert, dokumentiert, analysiert und optimiert werden. Das Ziel: enorme Kosten- und Zeitersparnis in der Montage.

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