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Neues Produkt: Roboter-Kugelstrahlanlage

Herausforderung

Arbeitet dreimal schneller bei absoluter Prozesssicherheit

Seit den Anfängen der Strahltechnologie wollten Ingenieure eine Verfestigungsstrahlanlage entwickeln, die die Vorteile eines bahngesteuerten, präzisen Strahlvorgangs mit denen effizienter Schleuderradanlagen kombiniert. 

Ziel ist es, die Lebensdauer des Werkstücks zu verlängern, indem Druckspannung durch einen wirkungsvollen, effizienten und kürzeren Prozess in Zugspannung umgewandelt wird.

Lösung

Zusammen mit Daimler in Gaggenau haben die Ingenieure des Wheelabrator in Metelen ein spezielles Kugelstrahlkonzept entwickelt, mit dem die Ermüdungsfestigkeit von Antriebs-/Tellerrädern in Achsgetrieben verbessert werden soll. 

Das Konzept kombiniert eine leistungsstarke Schleuderrad-Strahlanlage mit dem KUKA-Roboter KR 500.   

Das Werkstück wird mit millimetergenauer Präzision in den Schleuderradstrahl manövriert, um interne Druckspannung im Fußkreis der Antriebs-/Tellerräder zu erzeugen.

Es handelt sich um ein komplett flexibles Konzept, mit dem verschiedene Werkstücke bearbeitet werden können. Innerhalb kürzester Zeit kann der Roboter den Werkstückhalter austauschen und zahlreiche Werkstücke in kurzen Abständen bearbeiten. Dazu nimmt der Roboter einen Halter aus einem Magazin und entnimmt die jeweiligen Werkstücke anschließend einer der vier Beschickungs-/Entladestationen. Die Auswahl der Werkstücke und -halter erfolgt automatisch gemäß dem Produktionssteuerungsprogramm.

Flexibilität und Präzision

In einem Arbeitsschritt kann der Roboter zwei Achsgetriebeteile mit einem maximalen Gewicht von 25 kg pro Einheit entnehmen. Durch diesen doppelten Vorgang wird die Taktzeit pro Werkstück verkürzt. Nach dem Beschicken dockt der Roboterarm an eine flexible Membrandichtung vor dem Schleuderrad an. Durch diese speziell entwickelte Dichtung erhält der Roboter die nötige Bewegungsfreiheit. Gleichzeitig wird ein Strahlmittelaustritt während des Strahlvorgangs verhindert, sodass der Roboterarm und die benachbarten Maschinenkomponenten vor Beschädigung geschützt werden. Nun kann der Roboter die Werkstücke optimal vor dem Strahlmittelstrom platzieren. Die exakte Position wird nach Eingabe der Strahlpunkte automatisch berechnet. Der Strahlpunkt wird durch die dreidimensionalen Bewegungen des Robotergreifers in der Membrandichtung optimiert.

Der Roboter kann das Werkstück während des Vorgangs bewegen, sodass die zu verfestigenden Oberflächen die genau festgelegten Abstände zum Schleuderrad und die festgelegten Einschlagswinkel des Strahlmittels beibehalten. Dadurch werden ein gleichmäßiges Strahlergebnis gewährleistet und die vom Kunden gewünschte Verlängerung der Lebensdauer des Produkts erreicht. Durch das Konzept können Teile außerdem dreimal schneller als bei herkömmlichen Maschinen bearbeitet werden.

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