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Energiezuführung für Roboteranlagen im Karosserierohbau


triflex RS Energiekettensysteme ersparen der MA Automotive Kosten von über 100.000 € im Jahr.

Raue Einsatzbedingungen, wenig Platz – und das bei hohen Beschleunigungskräften und Taktzahlen, die auf die Energiezuführung einwirken. In der Vergangenheit führte das zu teuren Stillstandszeiten der Handling-Roboter, pro Jahr fiel ein sechsstelliger Betrag an. Kein Wunder also, dass MA Automotive Deutschland GmbH umrüstete auf flach gebaute, dreidimensional bewegliche triflex RS Energiekettensysteme. Seitdem hat sich die Anlagenverfügbarkeit deutlich erhöht.

Steckbrief

  • Was wurde benötigt:  
triflex® Rückzugsystem
E-Kettenpaket für Rückzugsystem
 
  • Anforderungen: die Energieführung musste eine sehr hohe Zugfestigkeit und ein geringes Eigengewicht haben, bei einer hohen Beschleunigung von 0 auf 2 m/s muss sie sehr hohen Kräften standhalten, hinzu kommen widrigste Umgebungsbedingungen wie u. a. anfallender Schweißstaub
  • Branche: Automobilindustrie, Karosseriebau
  • Erfolg für den Kunden: es treten keine Anlagenstillstände mehr durch abreißende Kabelstränge auf, alle Roboter laufen störungsfrei, innerhalb kürzester Zeit hatte sich die Investition bereits amortisiert

Energiekette triflex Schlank am Roboter: Mehrdimensional bewegliche Energiezuführung triflex R mit kompaktem Universalmodul. 200 Heckklappen werden bei MA Automotive Deutschland pro Schicht bearbeitet.

Problem

Drei Pressen- und acht Rohbaulinien sowie rund hundert Roboter sind bei der MA Automotive von MA Automotive Deutschland im Einsatz, den hoch komplexen Maschinenpark. Das Unternehmen gehört zur CLN Holding (u. a. MA Automotive), dem größten Stahl-Service-Center Italiens mit Sitz in Turin. Der Konzern verfügt über 34 Standorte in Europa und zwei Produktionsstätten in Übersee. 
Am Standort in Vogtland konzentriert man sich auf die Herstellung von Einzel-, Struktur- und Außenhautteilen aus Stahl und Aluminium. 
Vollautomatische Roboteranlagen bestimmen den Karosserierohbau. In einem Bereich ist ein Roboter für das Handling von Heckklappen zuständig. Hier war es in der Vergangenheit immer wieder zu unvorhergesehenen Anlagenstillständen gekommen, da das werksseitig am Roboter montierte Schlauchpaket den beengten Verhältnissen vor Ort nicht standhielt. Es verhakte sich, blieb hängen und riss immer wieder ab. Im Durchschnitt stand die gesamte Anlage im Jahr 657 Minuten still. Das bedeutete Kosten von mehr als 100.000 € im Jahr.
Der Roboter bedient insgesamt acht verschiedene Stationen in der Anlage. Er nimmt die Einzelteile sehr genau in den Vorrichtungen auf, führt sie anderen Vorrichtungen zu, ehe er die Heckklappen abschließend in zwei Behältertürmen abstapelt. Die Platzverhältnisse vor Ort sind dabei so eng, dass in der Anlage Kollisionswerte von maximal 3 cm vorliegen.
Entsprechend stellen sich die zentralen Anforderungen an die Energiezuführung dar. Das Energiekettensystem muss eine sehr hohe Zugfestigkeit sowie ein möglichst geringes Eigengewicht haben. Bei einer hohen Beschleunigung von 0 auf 2 m/s muss sie zudem sehr hohen Kräften standhalten. Hinzu kommen widrigste Umgebungsbedingungen wie u. a. anfallender Schweißstaub.

Lösung

Schon seit 2008 kommen Energiezuführungen des Systems triflex RS zum Einsatz, ein kompaktes Universalmodul, mit dem die Energiekette platzsparend parallel und eng am Roboterarm geführt wird. Leicht und schnell lässt es sich am Roboter montieren. Aufgrund der sehr geringen Bauhöhe und der schlanken Kettenführung können alle Roboterbewegungen selbst auf engstem Bauraum funktionssicher realisiert werden. Das fettfreie Kettensystem besitzt einen integrierten Federstab wodurch die Energiekette immer auf Spannung gehalten wird. Auf diese Weise wird die Kette auch bei komplexen dreidimensionalen Bewegungen stets eng am Roboterkopf geführt, es bilden sich keine Schlaufen oder Leitungsstress.
Die eingesetzte triflex TRC70 sorgt für hohe Flexibilität bei komplizierten Bewegungen. Die hohe Zugkraftaufnahme der Ketten erfolgt durch das sogenannte „Trailer-Prinzip“ (ähnlich dem Mechanismus „Kugel/Kugelpfanne“). Pfanne und Kugel bilden nach dem Einrasten eine extrem bewegliche Verbindung, die geschmeidige Bewegungen mit optimalem Kraftschluss kombiniert, und damit eine hohe Zugfestigkeit gewährleistet. Schließlich ermöglicht die Universalbeweglichkeit des Gesamtsystems überdies ein schnelles Teachen.
Ein weiterer Punkt sind die sehr guten mechanischen Eigenschaften der Kette. Schlag- und abriebfest, robust und schmutzabweisend wehrt sie im rauen Industrieeinsatz den Schweißstaub ab. Rüstzeiten werden durch eine einfache Anbindung und passendes Zubehör, wie in diesem Fall Zugentlastungssysteme und Bügelschellen, minimiert.
Insgeamt wurden vier Problemroboter mit triflex R-Sets umgerüstet. Die früheren Anlagenstillstände gehörten schon längst der Vergangenheit an. Alle Roboter laufen störungsfrei und innerhalb kürzester Zeit hatte sich die Investition bereits amortisiert.


„Insgesamt waren es vier Problemroboter, bei denen wir mit äußerst engen Platzverhältnissen zu kämpfen hatten. Sie wurden nach und nach alle mit dem triflex R-Set von igus umgerüstet und bereiten uns heute keine Sorgen mehr. Die früheren Anlagenstillstände gehören nun der Vergangenheit an."

Steffen Modes, Leiter Instandhaltung Rohbau MA Automotive Deutschland

Energiekette triflex Das Universalmodul triflex R Rückzugssystem kann an allen vorhandenen Befestigungspunkten des Roboters direkt montiert werden. Damit lassen sich auch auf sehr geringem Bauraum alle 3D-Bewegungen sicher und platzsparend realisieren.
Energiekette triflex Starker Halt bei dynamischen Anwendungen: Energieketten-Anschlusselement mit Zugentlastung.

Erfolgreich umgerüstet von A bis Z

Die erste Energiezuführung wurde noch von igus selber installiert wofür ein Zeitfenster von maximal acht Stunden zur Verfügung stand. Danach musste der Roboter wieder laufen. Alles funktionierte so reibungslos, dass der Kunde die Umrüstung der drei anderen Roboter selbst vorgenommen hat.
Die betriebswirtschaftlichen Kennziffern gaben dem Kunden schnell eine klare Empfehlung zugunsten der Umrüstung. Mit einem jährlichen Stillstand von rund elf Stunden – das entspricht umgerechnet den Kosten von mehr als einer Schicht – ließ sich die Geschäftsführung rasch überzeugen. Bei einem Termin vor Ort wurde daraufhin dem zuständigen igus-Aussendienstler für Energiekettensysteme die Anlage gezeigt. Anschließend suchte man gemeinsam nach der technisch und wirtschaftlich besten Umsetzung. Dass die gefunden wurde, zeigen die vergangenen Monate: Vom ersten Tag an seit der Installation hat sich die mehrdimensional bewegliche Energiezuführung mit dem Universalmodul bewährt.