Robotik im modernen Werkzeugwechselvorgang

In der modernen Industrie hat sich seit der Erfindung der Dampfmaschine viel getan. Die Automatisierung ist inzwischen auf einem Level, welches es erlaubt, werkzeugwechselsysteme vielseitig bei Produktion oder in einem Bearbeitungszentrum einzusetzen. Hierbei handelt es sich um eine teilrobotische Installation, die völlig selbstständig prozessbedingte Hilfsmittel oder Werkzeuge einwechselt. Hierzu gehören Messdornen, Greifer oder auch Messtaster.

Die verschiedenen Funktionsweisen

Dabei werden die Werkzeuge aus der sogenannten Bearbeitungsspindel entnommen, und nach dem Gebrauch wieder dort untergebracht. Hierbei gibt es verschiedene Methoden: Mit Doppel- oder Einfachgreifer erfolgt der Wechsel aus der Bearbeitungsspindel. Eine andere technische Lösung ist die Direktentnahme aus dem Magazin und anschließendendem Einführen in die Spindel (Pick-Up- werkzeugwechselsysteme). Der Vorteil dieser Modelle ist, dass die Werkzeuge gleich im Bearbeitungszentrum gelagert werden können, und zwar in einem Ketten- oder Scheibenmagazin. Dabei spielt Geschwindigkeit immer eine wichtige Rolle. Denn die sogenannte Werkzeugwechselzeit beeinflusst die Span-zu-Span Zeit im Fertigungszentrum. Diese wird als eine Nebenzeit der Bearbeitung bezeichnet. Dabei spielt der Werkzeugwechsler eine essenzielle Rolle bei diesem Vorgang, da dieser eine kreative Lösung bei der Maschinenkonzeption anbietet. Dabei gibt es unterschiedliche Arten von integrierten Greifern. Mechanische Greifer sind vom Aufbau anatomisch oft an die menschliche Hand gebunden und werden als Mehrfinger- Zweifinger- oder Einfachgreifer angeboten. Pneumatische Varianten können flache und glatte Oberflächen mittels eines Saugers aufnehmen. Last but not least kommen magnetische Greifer zum Einsatz, welche sich in Lösungen mit Elektromagnetgreifer oder Permanentgreifer unterteilen lassen. Letztere benötigen noch eine Einrichtung zum Abstreifen des Werkzeugs, da es nicht direkt ein- oder ausgeschaltet werden kann.

Der Ablauf

Jedes System wurde vom Hersteller mit einem Wechslermakro und/oder SPS ausgestattet, der die Logik und den Ablauf des Wechselvorgangs festlegen. Dabei werden die einzelnen Arbeitsschritte anschließend einprogrammiert. Dabei wird mit einem nach DIN 66025 orientierten Bearbeitungsprogramm gearbeitet werden. Mit M06 wird dieser dann Programmiert. Hierbei muss auch die jeweilige Nummer des Werkzeugs Txx angegeben werden, welches nun eingesetzt werden soll. Das Doppel-x wird durch den Werkzeugnamen oder der entsprechenden Nummer ersetzt. Die Programmierbarkeit macht werkzeugwechselsysteme flexibel und vielseitig einsetzbar, weshalb sie in so vielen Unternehmen und Branchen nicht mehr aus der Produktion zu denken sind.