Roboter voll integriert

Der Roboterbieger Twister², erstmals auf der Wire & Tube in Düsseldorf 2018 vorgestellt, wurde im vergangenen Jahr konsequent weiterentwickelt und zu einem anforderungsorientierten Baukastensystem ausgebaut.

18. Oktober 2019
Roboter voll  integriert
Die Greifzange am Roboter bietet sehr viele Freiheitsgrade. (© Wafios)

Der Twister² war eines der Highlights der Hausmesse von Wafios in diesem Jahr. In einer separaten Halle für Rohrbiegetechnik waren mehrere Twister²-Fertigungszellen in Aktion zu sehen. Die Besonderheit des Maschinenkonzepts besteht in der vollständigen Integration des Roboters. Das Wafios-Programmiersystem WPS 3.2 Easy Way bietet für beide Anlagenkomponenten, Umformeinheit und Roboter, eine gemeinsame Bedienoberfläche. Das Zusammenspiel von Biege- und Handlingaufgaben wird so möglich. Es erlaubt die flexible und effiziente Herstellung dreidimensionaler Geometrien mit hoher Prozesssicherheit bei einfachster Bedienung. Basierend auf diesem Konzept präsentierte Wafios Tube Automation eine Zellenlösung zur Produktion von Hydraulikleitungen mit Bauteilezuführung, Endenumformanlage und Twister².

Für die Bedienung sind keine Roboterkenntnisse nötig.

Anwendungen finden sich unter anderem in der Automobilzulieferindustrie. Dazu zählen fluidführende Systeme wie Kraftstoff- und Klimaleitungen. Applikationen finden sich auch im Bereich der E-Mobilität, zum Beispiel bei der Herstellung von Kühl- und Heizleitungen für das Temperaturmanagement moderner Batterien.

Konventionelle Biegetechnik versus Roboterbiegetechnik

Bei konventionellen Einkopfrohrbiegemaschinen positioniert die Vorschubeinheit das Bauteil auf einer linearen Achse entlang der Rohrrichtung im Biegekopf. Durch die lineare Führung ergeben sich zwangsläufig geringere Freiheitsgrade im Vergleich zur Positionierung des Bauteils durch einen Sechsachsroboter wie beim Twister² vorgestellt. Beim Twister² übernimmt der Roboter neben Zuführungs- und Handlingaufgaben auch den Vorschub während des Biegevorgangs. Im täglichen Betrieb eröffnet Twister² neue Freiräume bei der Teileherstellung und der Maschinenbedienung. Die Flexibilität ergibt sich aus dem standardisierten Baukastensystem, das je nach Applikationsanforderung zusammengestellt werden kann.

Für das Handling des Rohres stehen dem Roboter unterschiedliche Greifsysteme zur Verfügung. Die ›Wafios-Drehzange‹ mit ± 190° Drehwinkel eignet sich für das Biegen von Bauteilen in einer Aufspannung, insbesondere bei Geometrien mit langen Spanngeraden wie bei Klimaleitungen mit flexiblen Elementen aus Gummischläuchen. Ein hydropneumatischer Greifer kommt bevorzugt bei Biegeteilen mit kurzen Spanngeraden zum Einsatz. Dies gilt ebenso für den pneumatischen Greifer der im Vergleich zum hydropneumatischen Greifer jedoch über weniger Spannkraft verfügt.

Bei den Arbeitsbereichen der Biegeköpfe reicht die Palette mittlerweile von 12,7 x 1 bis 20 x 2 Millimeter Rohrdurchmesser. Ebenso gibt es Biegeköpfe, die ein Einrichtungsbiegen oder ein vollständiges Rechts- und Linksbiegen in einem Zyklus erlauben.

Größere Flexibilität und verbesserte Zykluszeiten

Die Lösungen für Magazine reichen teilebedingt von einlagigen Rohrmagazinen bei Rohren mit symmetrischen Anbauteilen, getakteten Rohrmagazinen bei Rohren mit flexiblen Elementen oder asymmetrischen Anbauteilen, über Plattenbunker für glatte Rohre, zum Beispiel bei Umformzellen, bis hin zu projektspezifischen Sondermagazinen.

Der Steuerung kommt durch die Vollintegration des Roboters im Hinblick auf die Modularität eine besondere Funktion zu. Der Programmeditor sorgt dabei für die softwareseitige Abdeckung der Komplexität. Standardisierte Module lassen sich so flexibel zu integrierten Zellen konfigurieren, zum Beispiel bei der Integration unterschiedlicher Magazine. Prozessabläufe der Anlagenkomponenten können mit der Bauteilgeometrie verknüpft werden. Die Bearbeitungsabfolge wird voll integriert im Programmablauf festgelegt. Dies schafft Freiräume und Variationsmöglichkeiten bei Zellenlösungen mit standardisierten Modulen, ebenso bei der Einbindung unterschiedlichster Prozessschritte – egal, ob Endenumformen, Wickeln oder Schweißen.

Bedient wird Twister² genau so wie eine klassische Wafios-Rohrbiegemaschine. Der Ablauf ist identisch und beginnt mit dem Einlesen/Eingeben der Biegeparameter; anschließend wird das Biegeprogramm unter Berücksichtigung von Technologie- und Werkzeugdaten automatisch berechnet. Danach wird der gesamte Biegeablauf simuliert, um zum Beispiel Kollisionsprüfungen vorzunehmen.

Im Betrieb übernimmt der Roboter die Achsen für Vorschub, horizontale und vertikale Bewegung sowie den Wechsel der Bearbeitungsrichtung. Es sind keine Roboterkenntnisse zur Programmerstellung notwendig. Die Programmierung erfolgt über das Wafios-Handbediengerät und nicht über das Bedienpanel des Roboters.

Die Zusammenführung aus Robotersteuerung und Biegeprogramm ist revolutionär für Roboterbiegeanlagen. Durch diese Verknüpfung fährt die Drehzange während des Biegens die Bogenabwicklungslänge als Weg der Vorschub-Achse mit. Die Roboter und Werkzeugbewegungen werden berechnet und laufen zeitgleich ab, die Interpolation der Achsen erfolgt automatisiert.

Twister² ist in mehrfacher Hinsicht eine sehr wirtschaftliche Lösung. Dank Achseninterpolation entfällt das Öffnen und Schließen der Rohrzange während des Biegevorgangs. Vorteile sind die höhere Werkzeugflexibilität sowie merklich verbesserte Zykluszeiten.

Im Vergleich zu konventionellen Rohrbiegemaschinen entstehen signifikante Anschaffungseinsparungen. Für eine klassische Bremsleitung werden üblicherweise ein Magazin für die Zuführung, die Biegemaschine sowie der Handling-Roboter benötigt. Wafios Twister² benötigt nur noch das Magazin und bietet zudem höhere Freiheitsgrade und mehr Flexibilität.

Hintergrund

Mit der RBV 25 R hat Wafios die letzte Lücke im Bereich der Einkopfbiegemaschinen mit Drehkopf für den Arbeitsbereich bis 25 Millimeter geschlossen. Die Maschine zeichnet sich laut Hersteller durch hohe Produktivität dank dynamischer Bewegungscharakteristik des Biegekopfes und masseoptimierter Maschinenkonstruktion aus. Moderne Antriebstechnik mit Energierückspeisung sorgt für den effizienten Maschinenbetrieb. Kurze Einricht- und Umrüstzeiten mit neuem Werkzeugschnellwechselsystem sowie neue iQ-Funktionen zur Prozessoptimierung gewährleisten ein hohes Maß an Flexibilität. Unter anderem erlaubt iQtube+ die automatisierte kollisionsfreie Programmierung und Zykluszeitoptimierung der Maschine, iQinspect wiederum die automatische Bauteilkorrektur. Auch komplexe Teileanforderungen werden mit einem hohen Grad an Präzision und Wiederholgenauigkeit realisiert. Wafios zählt weltweit zu den führenden Herstellern von Maschinen für die draht- und rohrverarbeitende Industrie sowie für die Kaltmassivumformung. Weltweit beschäftigt das Unternehmen rund 1.100 Mitarbeiter.

Blechexpo Halle 3, Stand 3206

Erschienen in Ausgabe: 06/2019
Seite: 6 bis 23