Automatisierungslösungen für das gezielte Gleitschleifen

Präzisions-Einzelteile prozesssicher, effizient und flexibel bearbeiten

Bei der Oberflächenbearbeitung komplex geformter, hochwertiger Bauteile sind zunehmend höhere Anforderungen prozesssicher zu erfüllen. Gleichzeitig erfordert der heutige Wettbewerbsdruck einen höheren Automatisierungsgrad. Rösler reagiert auf diesen Trend mit innovativen Gleitschlifflösungen für die effiziente, automatisierte Einzelteilbearbeitung – bis hin zum gezielten Schleifen spezieller Werkstückbereiche.

Geht es um das Entgraten, Polieren, Verrunden und Glätten von Massenteilen in Chargen- oder Durchlaufprozessen, ist die Gleitschlifftechnik als wirtschaftliches Verfahren seit Jahrzehnten etabliert. Heute werden allerdings verstärkt Lösungen für die definierte Einzelteilbearbeitung hochwertiger, berührungsempfindlicher Werkstücke mit komplexer Geometrie beziehungsweise Freiformflächen gesucht. Um auch solche Teile prozesssicher, effizient und reproduzierbar in Gleitschliffverfahren behandeln zu können, bietet Rösler verschiedene Neu- und Weiterentwicklungen. Sie ermöglichen nicht nur vollautomatisierte, in Fertigungslinien integrierte Prozesse, sondern auch das gezielte Oberflächenfinish – vom Entgraten bis zum Hochglanzpolieren – auch definierter Bauteilbereiche.

Surf-Finisher – Präzisions-Gleitschleifen in neuer Dimension

Durch vielfältige technische Eigenschaften eröffnet der innovative Surf-Finisher völlig neue Anwendungsmöglichkeiten für die Präzisions-Gleitschliffbearbeitung (nass und trocken) komplexer Bauteile. Herz des Bearbeitungszentrums sind ein oder mehrere 6-Achsroboter und der mit anwendungsspezifisch ausgewähltem Gleitschliffmedium gefüllte Arbeitsbehälter. Er steht in unterschiedlichen Größen zur Verfügung, so dass auch relativ große Teile oder mehrere Werkstücke gleichzeitig berührungslos bearbeitet werden können.
Der Roboter des Surf-Finishers übernimmt zwei Funktionen. Zum einen führt er mit seinem speziell auf das Bauteil abgestimmten Greifer verschiedene Handlingaufgaben aus, beispielsweise die Werkstückübernahme vom und Abgabe an das Transportsystem, das Eintauchen des Werkstücks in den Arbeitsbehälter und den Transport zu einer Reinigungsstation. Als zweite Funktion kann er das Werkstück entsprechend einem programmierten Bewegungsablauf, wie einer definierten Winkelstellung, verschiedenen Eintauchtiefen und Drehbewegungen, durch das Gleitschliffmedium führen. Dies ermöglicht es, bestimmte Werkstückbereiche gezielt zu bearbeiten.
Im Prozess rotiert der Arbeitsbehälter samt Bearbeitungsmedium, je nach Werkstück und Aufgabe, mit bis zu 80 UpM. Durch die vom Roboter ausgeführten, programmierbaren Bewegungen im Medium „surft“ das Bauteil, wobei zwischen Werkstück und Medium ein hoher Druck entsteht. Dieser ermöglicht, dass innerhalb kurzer Taktzeiten ein perfektes Oberflächenfinish erzielt wird. Beim Surf-Finishing lassen sich, auch bei sehr diffizilen Werkstückgeometrien, Rauheitswerte von bis zu Ra 0,04 µm erzielen.

High-Frequency-Finishing – durch Vibration schnell zu perfekten Oberflächen

Ein oder mehrere Roboter sind auch beim High-Frequency-Finisher (HFF) integraler Anlagenbestandteil. Bei diesem neu entwickelten Gleitschliffverfahren dient er ebenfalls als Handling- und Prozesssystem.
Beim innovativen HFF wird das Gleitschliffmedium für die Nass- oder Trockenbearbeitung im Arbeitsbehälter durch Vibration bewegt. Der Roboter taucht die an Greifern aufgespannten Werkstücke in das Medium ein. Dabei vibrieren sie mit bis zu 3.000 UpM. Dies sorgt zusammen mit der Strömungsbewegung des Mediums für eine sehr intensive allseitige Bearbeitung der Bauteile. Dazu können die Werkstücke aus dem Gleitschliffmedium herausgefahren, gedreht und wieder eingetaucht werden.
Durch das Zusammenspiel der voneinander unabhängigen Bewegungen von Arbeitsbehälter und Werkstückaufnahmen sowie optimal auf die Bearbeitungsaufgabe abgestimmte Medien lassen sich in sehr kurzen Zeiten homogene und reproduzierbare Entgrat-, Polier- und Schleifergebnisse erzielen. Dabei wird jegliche Werkstückberührung während der Oberflächenbearbeitung ausgeschlossen!

Automatisiertes Teilehandling – Prozessoptimierung fürs Schleppfinishen

Bei Schleppfinishern verwirklicht Rösler weiterentwickelte Maschinentechnik: Automatisierung des Teilehandlings mit Robotern oder Handlingsystemen und damit vollautomatische Prozesse! Eine entsprechende Lösung ist beispielsweise bei der Walter AG umgesetzt. Dieser führende, weltweit tätige Komplettanbieter von Präzisionswerkzeugen nutzt das vollautomatische Entgraten für unterschiedlich große Werkzeugkörper. Das maßgeschneiderte System besteht aus zwei verketteten Schleppfinishern mit automatisierter Werkstückbeschickung der jeweils sechs Arbeitsspindeln mittels Roboter. Das speziell konzipierte Sicherheits-Bestückungskonzept mit Hüllflächenmodellen und Belegungsmustern ist für diese hochpräzise Bearbeitung sehr wichtig. Dabei ist eine 1/10mm genaue Werkstückpositionierung Voraussetzung. Die Stellung der Arbeitsspindeln erfolgt durch die Steuerung der Schleppfinisher. Die pneumatische Werkstückfixierung an den Arbeitsspindeln wird während des gesamten Prozesses durch Initiatoren überwacht.
Während des Schleppfinishens bewegen sich die Werkstücke entsprechend dem teilespezifischen Programm durch das ruhende Bearbeitungsmedium. Nach der festgelegten Behandlungsdauer entnimmt der Roboter die Werkzeugkörper und führt sie zuerst der am Schleppfinisher befindlichen Reinigungsstation zu, bevor die Teile in ein Tray abgelegt werden.

Diese Anlagentechnik ermöglicht die vollautomatisierte Trocken- oder Nassbearbeitung beschädigungsempfindlicher Werkstücke, die bisher nur kostspielig und nicht reproduzierbar manuell beziehungsweise mit sehr hohem Aufwand maschinell entgratet, geschliffen, poliert oder geglättet werden konnten. Sie leistet damit einen wichtigen Beitrag, um beispielsweise Implantate, Verzahnungsteile, Maschinenwerkzeuge sowie Komponenten aus der Automobil- und Luftfahrindustrie prozesssicher und effizient herzustellen.