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Flexible Wärmebehandlung zur gezielten Gestaltung von Bauteileigenschaften und zur Erhöhung der Energieeffizienz der Prozesskette Warmumformen (FlexWB)
Zusammen mit den namhaften Projektpartnern aus Industrie und Wissenschaft hatte die Preccon Robotics GmbH die Teilnahme an das Verbundprojekt „Flexible Wärmebehandlung zur gezielten Gestaltung von Bauteileigenschaften und zur Erhöhung der Energieeffizienz der Prozesskette Warmumformen“ (FlexWB).
Ziel dieses Verbundprojektes war die Entwicklung und Realisierung neuer Prozessketten für die ofenfreie Warmumformung von Blechwerkstoffen aus hochfesten Stählen. Die Ergebnisse hier sind eine automatisierte Laboranlage für neuartiger Wärmebehandlungs- und Umformverfahren mit anspruchsvollen Handlingbedingungen. Die Preccon Robotics GmbH zeigte sich für die Entwicklung der Greif- und Transfereinrichtungen bzw. für den Aufbau der Warmumformkette verantwortlich.
Automatische Transfereinrichtung beim Handling einer heißen Platine zwischen Kontakterwärmungsanlage
Roboter mit der Greifvorrichtung für die verschiedenen Zugriffsgeometrien beim Handling einer B-Säule
Roboter mit Greif- und Transfervorrichtung
Zum Handling der heißen Platinen zwischen Kontakterwärmungsanlage und Presse war der Einsatz einer automatischen Transfereinrichtung in Form eines Roboters erforderlich. Die Prozess- und Zyklusoptimierung des Transfervorgangs erforderte umfangsreiche Neuentwicklungen und Systemanpassungen. So waren neuartige Greifkonzepte zu entwickeln, da die auf den Kontakterwärmungsplatten flach aufliegenden Platinen keine Greifflanken besaßen. Aufgrund der thermischen Bedingungen der Platinen kam hierfür beispielsweise keine Saugvorrichtung in Frage. Weiterhin wurden Greifkonzepte für verschiedene Zugriffsgeometrien in den Bearbeitungszonen der Kontaktwärmebehandlungsanlage und Presse entwickelt, mit dem Ziel, die Transferzeit zu minimieren.
Schnelle Umsetzprozesse sowie die gegebenenfalls erforderliche Synchronisation der Handhabungseinrichtung zur Umformpresse stellten hohe Anforderungen an die Integration. Die Optimierung der Ablaufschritte zur Synchronisation zwischen Roboter und Anlagen waren auch mit umfangreichen Entwicklungs- und Versuchsarbeiten vor Ort verbunden.
Diese anspruchsvollen Aufgaben erhöhten das Leistungspotential von Preccon Robotics GmbH und eröffneten neue Marktsegmente.
Flexibilität der Handhabungstechnik.
Es wurde durch die Entwicklung der anspruchsvollen Greifeinrichtungen erzielt. Dabei kann Greifer die Lage der Platine definieren und sich richtig positionieren.
geforderte Minimierung der Taktzeit.
Sie wurde mittels des entwickelten Steuerungskonzepts errecht, das als ein Ensemble von einem Roboter, Greif- und Transfervorrichtungen für verschiedene Zugriffsgeometrien aufgebaut ist.
sehr rasche Transferzeiten.
Die geplanten Gefügeuntersuchungen erfordern sehr rasche Transferzeiten, um die unerwünschte Abkühlung der Bauteile zu minimieren. Die Linearachsen der Transfereinrichtung transportieren die Platine vom Roboter zur Heizstation und weiter zur Presse. Die maximale Geschwindigkeit beträgt 5m/s.
Optimierung der Ablaufschritte.
Die erforderliche Synchronisation zwischen Roboter und Anlagen wurde durch die Optimierung der Prozessablaufschritte ausgeführt. Dabei übernimmt der Roboter die Aufgabe der zentralen Steuerung der Anlage:
- Er steuert die Linearachse durch Übergabe von Parametern und Koordinaten der Zielposition;
- Er steuert die Presse mit der Übergabe eines Startsignales für den Automatikbetrieb der Presse und erhält Statuswerte zurück.
- Er steuert weiterhin das Handling der Linearachse.
Die neuartigen Kontaktwärmebehandlungsanlagen zeichnen sich in ihrem betrieblichen Einsatz durch eine hohe Energieeffizienz und damit einen reduzierten Primärenergieverbrauch aus und so sie leisten einen wichtigen Beitrag zum Klima- und Umweltschutz.
- Neue Materialien Bayreuth GmbH (NMB)
- Audi AG
- Daimler AG
- Fraunhofer Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU
- Schuler SMG GmbH & Co. KG
- SMS Elotherm GmbH
- ThyssenKrupp Steel AG