Ein österreichisches Unternehmen hat erst vor kurzem einen aktiven Kontaktflansch für sensible Automatisierungsaufgaben vorgestellt. Seit Anfang des Jahres arbeitet er nun im Roboter Kompetenz Zentrum des Wirtschaftsförderungs­instituts in Oberösterreich in Linz.

Das Wirtschaftsförderungsinstitut, oder kurz WIFI, ist eine in Österreich anerkannte Institution mit zahlreichen Kurszentren für berufliche Weiterbildung. Allein in Oberösterreich fanden im Geschäftsjahr 2009/2010 rund 7.300 Kurse mit einer Gesamtanzahl von etwa 77.000 Teilnehmern statt. Der jährlich von einem externen Institut in anonymen Umfragen erhobene Customer Satisfaction Index lag dabei bei 95,9% Kundenzufriedenheit, was für eine hohe Qualität der WIFI-Ausbildungen spricht. Am Standort Linz wird das österreichweit einzige Roboter Kompetenz Zentrum des WIFI betrieben - und das bereits seit 20 Jahren. Neben zahlreichen Zertifikaten können die Kursteilnehmer dort auch einen speziellen Roboterführerschein, eine sogenannte Automation Card, erwerben. Leiter des WIFI Roboter Kompetenz Zentrums ist Gerhard Michlbauer, der neben zahlreichen akademischen Fachtiteln auch eine KUKA-Zertifizierung und eine Menge Erfahrung in der Robotik besitzt. Am Linzer WIFI ist er Herr über 12 Industrieroboter und unterrichtet acht gängige Roboterprogrammiersprachen.

Erweiterte Möglichkeiten

Michlbauer zeigt sich begeistert vom aktiven Kontaktflansch und den damit erweiterten Möglichkeiten des Einsatzbereiches von Robotern. Dieses Bauteil ist aufgrund der eigenen Sensibilität eine sinnvolle Automatisierungslösung für feinfühlige Oberflächenbearbeitung und behutsames Material-Handling. Erstmals sind spezielle Automatisierungsaufgaben möglich, bei denen es neben hoher Genauigkeit und Geschwindigkeit auch auf das nötige „Fingerspitzengefühl" ankommt. Diese Patentlösung für Anwendungen der sensiblen Robotik besteht aus einer innovativen Kombination aus hochsensiblem Sensor und Aktor, die zwischen Werkzeug und Handlingsystem wie auch in Bearbeitungsmaschinen eingesetzt werden kann. Für die schnelle Regelung der Kontaktkräfte wird eine Standardsteuerung von Keba verwendet.

Gezielte und schnelle Kraft

Automatisierte Oberflächenbearbeitung wurde durch dieses neue End-of-Arm-Tool berührungssensitiv. Erstmalig ist eine extrem schnelle und gezielte Kraftdosierung möglich, welche sowohl die Genauigkeit als auch die Reaktionsschnelligkeit herkömmlicher Kraftmessdosen übertrifft. Schwankungen der Anpresskraft bis zu einem Maximalwert von 500 Newton werden von der integrierten KEBA-Steuerung autark und unverzüglich ausgeregelt. Plötzliche Kraftänderungen und Stöße kompensieren die pneumatischen Elemente eigenständig. Durch diesen speziellen mechanischen Aufbau des aktiven Kontaktflansches ist das Risiko von Schäden an Werkstücken, verursacht durch Kollisionen mit dem Werkzeug, hochwirksam auf ein Minimum reduziert. Selbst bei plötzlich auftretenden Störeinflüssen reagiert das System blitzschnell und gibt nach.

Dies erlaubt die kostengünstige, sichere Automatisierung von Tätigkeiten, bei denen dies bis dato nur mit extrem hohem Investitionsaufwand möglich war.

Mit Lego erproben

Im Praxisbeispiel mit dem Kooperationspartner WIFI Linz wird sensibles Greifen anhand von Legosteinen spielerisch erprobt. Diese werden vorsichtig in richtiger Reihenfolge aufgenommen und zu einem Bauwerk zusammengesetzt. Hierbei zeigen sich die Stärken des aktiven Kontaktflansches beim behutsamen Zusammenfügen der Bausteine, ohne dass die bereits bestehende Konstruktion beschädigt wird. Da der Greifer gewisse Toleranzen aufweist und zusätzlich durch das Greifen Abweichungen entstehen, muss - wie auch mit der menschlichen Hand - der jeweilige Baustein sensibel aufgesetzt und angedrückt werden. Durch die zurückgelieferten Daten an die Regelung wird erkannt, ob die korrekte Endposition des Steins erreicht wurde und der nächste Legostein aufgenommen und platziert werden kann. Diese einfache spielerische Anwendung ist beispielsweise in ähnlicher Form in der Industrie bei Getriebemontage oder bei Fügeprozessen einsetzbar. Durch den innovativen und neuartigen Produktlösungsansatz ergeben sich neue Möglichkeiten für die Automation von Maschinen und Anlagen.

Die Lego-Applikation am Roboter Zentrum des WIFI ist allerdings eine temporäre Lösung, bis die dortigen Systeme entsprechend adaptiert sind. Bald werden bei künftigen WIFI-Robotik-Kursen mit dem aktiven Kontaktflansch Kunststoff-Spritzgießbauteile präzise zusammengefügt und hochgenau verklebt. Diese Klebe-Anwendung entspricht tatsächlichen praktischen Anforderungen und stellt daher ein gutes Applikationsbeispiel dar.

Gefühlvoller Umgang

Die sensible Kraftdosierung des aktiven Kontaktflansches ist beim Kleben, Zusammenfügen und Prüfen von Oberflächen der Schlüssel zum Erfolg und ermöglicht qualitativ hochwertige Ergebnisse. Neben diesen Anwendungen zählt auch das Automatisieren von Oberflächenbearbeitungsmethoden wie Schleifen, Polieren, Glätten, Entlacken, Reinigen und Entgraten zu den Hauptanwendungen des aktiven Kontaktflansches. Der gefühlvolle Umgang mit dem Werkzeug ist dabei entscheidend, da die Gefahr von Beschädigungen der zu bearbeitenden Materialien durch unkontrollierten Anpressdruck besonders groß ist. Das Gleiche gilt für komplexe Montageanwendungen - z. B. wenn hohes Verkantungsrisiko besteht - sowie beim automatisierten Maschinenhandling als auch beim hochgenauen Einrichten und Platzieren von empfindlichen Objekten.(gro)