Industrieroboter

Robust auch im Vollwaschgang

In einer Umgebung, in der andere Industrieroboter nicht mehr arbeiten können, kommt ein Kuka-Roboter der Reihe KR Quantec nano zum Einsatz. Er steht in einer Waschzelle und ist dabei Reinigungsmedien mit chemischen Zusätzen, hohen Temperaturen und hohen Reinigungsdrücken ausgesetzt.

Der robuste KR Quantec nano in der Waschzelle im BMW-Werk.

Industrieroboter zeichnen sich durch Präzision, kurze Taktzeiten und hohe Flexibilität aus. Der Typ KR 120 R2100 nano F exklusiv bietet einen weiteren Vorteil: Er ist speziell für die extremen Bedingungen in Reinigungsanlagen ausgelegt. Reinigungsmedien, hohe Luftfeuchtigkeit und chemische Zusätze können ihm nichts anhaben. „Aufgrund seiner Robustheit und Flexibilität hat man sich für diesen Roboter entschieden“, nennt Robert Heimerl, verantwortlich für Vertrieb und Projektleitung im Bereich Automatisierung bei Schnupp Hydraulik, die wichtigsten Gründe für dessen Integration in eine Waschzelle im BMW Group Werk Dingolfing. Der Roboter führt dabei Bauteile der Dachkarosserien verschiedener Fahrzeugmodelle zur Reinigung von Umformmedien und Schmutzpartikeln den Düsenstöcken zu. Schnupp mit Sitz in Bogen in Niederbayern ist auf den Anlagen- und Maschinenbau spezialisiert und stattet seine Kunden aus der verarbeitenden Industrie und Automobilhersteller mit Komplettlösungen, etwa in Bereichen Automatisierung und Hydraulik, aus.

 Reinigung in fünf Arbeitsschritten

Heimerl und sein Team waren mit der automatisierten Verkettung eines Produktionsprozesses betraut. Dabei werden Stahlbauteile in unterschiedlichen Größen in die gewünschte Form gebracht und endbearbeitet. Für die Konzeption und Umsetzung der Waschzelle, bei der es sich laut Heimerl um ein neues System handelt, wurde die Firma WK Systemtechnik beauftragt. „Die Herausforderung bei der Umsetzung lag darin, die Waschzelle in die Roboter-Verkettung zu integrieren. Aufgrund der räumlichen Gegebenheiten konnte keine Durchlaufreinigungsanlage installiert werden“, sagt Herbert Winter, Geschäftsführer von WK Systemtechnik, dessen Unternehmen aus dem niederbayerischen Spiegelau sich auf industrielle Roboterreinigungssysteme für den automatisierten Inline-Reinigungsprozess spezialisiert hat.

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Im ersten Arbeitsschritt nimmt der KR Quantec nano F exclusive das Bauteil vom Einlauf mit einem speziellen Mehrfachgreifer auf. In Schritt zwei wird der Hohlraum des Bauteils gereinigt. Dazu wird es vom Roboter millimetergenau der Innenreinigung zugeführt. Nach dem ersten Reinigungsschritt wird das Bauteil weiter zu den Reinigungsdüsen bewegt. Dort erfolgen die Außenreinigung und anschließend die Neutralisierung des Bauteilinnenraums durch eine VE-Spüle. Im letzten Schritt legt der Roboter, der während des gesamten Waschvorgangs das Bauteil stabil in der jeweiligen vorgegebenen Position hält, selbiges auf die Auslauftransporteinheit ab. Bevor es aus der Waschzelle hinausgefahren wird, wird es dort auch noch außen gespült.

Anspruchsvolle Umgebung, kurze Taktzeiten und unterschiedliche Bauteile

Diese Umgebung ist für Industrieroboter normalerweise nicht geeignet, denn der Roboter ist großen Wassermengen ausgesetzt, denen zu 3% noch alkalische Reiniger beigesetzt sind. Daneben herrschen in der Waschzelle Temperaturen von 60 °C und mehr, was zu erheblicher Bildung von Wasserdampf führt. Damit der Roboter durch die äußeren Einflüsse nicht zu Schaden kommt, wurden besondere Schutzvorrichtungen getroffen: Seine Mechanik ist komplett gekapselt und der Innenraum steht unter Druckluftbeaufschlagung. DerKabelsatz ist vollständig innenliegend. Außerdem ist die Schutzoberfläche laugen-, säure-, hitze- und korrosionsbeständig. Damit erfüllt der Roboter die Bestimmungen der Schutzklasse IP69.

Weitere Aspekte, die für den Kuka-Roboter sprachen, sind die hohe Flexibilität und die schnellen Taktzeiten. So ist es möglich, die Dauer des gesamten Waschvorgangs auf 45 Sekunden zu beschränken und Bauteile verschiedener Größe zu bearbeiten. „Die geforderten Taktzeiten und die unterschiedlichen Geometrien der Bauteile waren nur durch diese spezielle Roboterausführung möglich. Aufgrund des geringen Bauraums wäre die Bewegungsfreiheit eines herkömmlichen Roboters mit Roboterschutzanzug nicht ausreichend gewesen“, sagt Winter.

Auch Heimerl ist zufrieden, konnte doch der Wunsch des Kunden nach einem Bauteilhandling unter Spritzwasser erfüllt werden. Die Anlage hat sich seit der Inbetriebnahme im Sommer 2015 bewährt. Mittlerweile gibt es bereits die nächsten Anfragen, weitere Reinigungsprozesse mittels eines Roboters zu automatisieren.

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