Shot Peening am Spieß: Satellitendrehtisch-Strahlanlage für Opel

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Das Wheelabrator Center for Product Innovation (CPI) in Metelen, Deutschland, hat für das Opel Motoren- und Getriebewerk in Österreich eine Satellitendrehtisch-Strahlanlage (SDT) zum prozesssicheren Kugelstrahlen (Shot Peening) rotationssymmetrischer Getriebeteile geliefert.

Das besondere an der Maschine ist die vollautomatische Zuführanlage. Diese führt die vertikal auf Pins aufgestapelten Zahnräder der Anlage automatisch zu und gleicht mit einem automatischen Kamerasystem das Stapelmuster mit dem vorgesehenen Strahlprogramm visuell ab. Dadurch werden sowohl Belade- als auch Prozessfehler ausgeschlossen.

Schnelle Taktzeit, hohe Prozesssicherheit

Die Anlage vom Typ SDT 2000/18-17.4-3/22 ist auf eine jährliche Arbeitszeit von 15 Schichten pro Woche über 46 Wochen ausgelegt. In dieser Zeit soll sie ca. 50.000 Werkstücke bearbeiten. Dazu musste eine Taktzeit von 25 Sekunden erreicht werden.

Die durch das Shot Peening in die Werkstückoberfläche einzubringenden Druckeigenspannungen tragen entscheidend zum Verhalten des Bauteils im Getriebe bei und müssen daher zuverlässig und präzise erzeugt werden.

Das Satellitendrehtischkonzept - in Verbindung mit einer intelligenten Werkstückverfolgung und Prozessüberwachung – erfüllt diese hohen Anforderungen.

Im Tandem mit dem Roboter-Duo

Dreh- und Angelpunkt der gelieferten Lösung sind zwei Roboter mit komplexem Zuführsystem. Einer der Roboter nimmt die palettenweise auf einer Rollbahn zugeführten Pins einzeln auf, zeigt sie dem visuellen Kontrollsystem und lädt sie dann – wenn „i. O.“ – in die Strahlanlage. Dort werden sie unter stetiger Rotation im Kreis durch die Anlage getaktet. Stimmt das Stapelmuster nicht, wird der Pin durch eine Schleuse zum manuellen Umstapeln ausgefahren. Bei wiederholter fehlerhafter Stapelung in derselben Palette, wird automatisch die ganze Palette zum Umstapeln ausgegeben.

Das Strahlen wird von drei roto-jet Strahlturbinen vorgenommen, die über elektromagnetische Dosierventile mit Strahlmittel versorgt werden. Die Steuerung ermöglicht die separate Eingabe von Strahlzeit, Pausenzeit und Taktzeit. Die Turbinen sind so angeordnet, dass sich drei “Satelliten” (die sich drehenden Werkstückhalterungen) gleichzeitig im Strahlbereich befinden.

Prozesssicherheit und Industrie 4.0

Heinrich Dropmann, Verkaufsleiter Schleuderradtechnologie bei Wheelabrator, kommentiert: „Gerade beim Shot Peening ist Prozesssicherheit unglaublich wichtig. Zum einen müssen die Druckeigenspannungen präzise eingebracht werden, um die gewünschten Werkstückeigenschaften zu gewährleisten, zum anderen sieht man es dem Teil - anders als beim Reinigungsstrahlen - nicht an, ob es korrekt gepeent wurde. Für den Strahlanlagenbauer kommen dann noch die gerade in der Automobilproduktion hohen Effizienzansprüche als Herausforderung hinzu. Unsere Anlage für Opel vereint unsere allerneusten Entwicklungen in all diesen Bereichen – auf Basis eines bewährten Maschinenkonzepts.“

Letztes Jahr hatte Wheelabrator im Zeichen des zunehmenden Fokus auf Prozesssicherheit und Industrie 4.0 schon eine Reihe an Überwachungs- und Kontrolltechnologien in einem patentierten Prozesssicherheitspaket für Satellitendrehtisch-Strahlanlagen gebündelt, das als Zusatzoption für Standard-SDT-Anlagen erhältlich ist. Spezialmaschinen für anspruchsvolle Produktionsumgebungen, wie die für Opel entwickelte Anlage, werden weiterhin die Forschung & Entwicklung im Bereich Prozessüberwachung vorantreiben.