Ein anderer Trend in der Robotik ist jedoch seit längerem deutlich und und war auch auf der K 2010 klar erkennbar: Spritzgießmaschinenbauer und Roboterhersteller arbeiten immer öfter zusammen oder einer kauft den anderen auf, um ein möglichst komplettes Maschinenangebot für den zentralen Prozessschritt der Kunststofffertigung nebst Service aus einer Hand anbieten zu können.

Die meisten namhaften Roboter-hersteller waren auf der K-Messe

Die schweigsamen Akkordarbeiter waren zahlreich auf der K-Messe vertreten und dienten als typische Helfer der Verarbeitungsmaschinen zur Teileentnahme, Bestückung oder für andere vor- und nachgeschaltete Aufgaben zur Teilebearbeitung und Prüfung. Die meisten namhaften Roboterhersteller waren mit eigenen Ständen vertreten: Arburg mit dem neu entwickelten Integralpicker V und dem Multilift Select. Engel zeigte die stark erweiterte Bauserie Viper. Hahn Automation präsentierte die Serien Smartline, Flexline und Proline. Hekuma führte die Automationszelle Hekucell vor. Kuka Roboter kam mit neuen Typen der Konsolenroboter-Generation Quantec K und der Robotersteuerung KR C4; Reis Robotics war mit den Sechs-Achs-Robotern RV60-40 und RV20-16 präsent. Stäubli Tec-Systems zeigte die Robotserien TX und RX und Wittmann Robot-Systeme führte die neuen Robot-Baureihen W818, W828 und W8VS2 vor. Darüber hinaus präsentierten beispielsweise ABB, Hekuma, Kuka, Stäubli und Wittmann ihre Roboter auch oder ausschließlich auf Gemeinschaftsständen oder den Ständen von Partnerunternehmen.

Linearroboter zeigen höhere Stabilität, Dynamik und mehr Komfort

Arburg stellte zwei neue Modelle vor, die das Produktspektrum nach unten und oben erweitern. Mit dem neu entwickelten Integralpicker V bietet der Hersteller ein vergleichsweise einfaches und kostengünstiges Robot-System, das sich besonders zur Angussentnahme (maximal 300 Gramm Teilegewicht) eignet und auf kurze Zykluszeiten optimiert ist. Dank seiner Servoachsen fährt der Greifer horizontal synchron mit der Auswerferbewegung mit. Der Picker erfüllt darüber hinaus alle Anforderungen hinsichtlich Sicherheit: Schutzeinrichtung und Auswurfschacht sind CE-konform ausgeführt und so ohne Formalitäten für den Kunden voll nutzbar. Die Drehbewegung zum Abgeben des Angusses verläuft innerhalb der Schutzeinrichtung. Für Umrüst- oder Servicearbeiten ist das Werkzeug frei zugänglich. Der vertikal eingreifende Linearroboter Multilift Select in Auslegerbauweise wurde um ein Modell mit 25 kg Traglast nach oben erweitert. Alle drei Systeme sind mit servoelektrischen Achsen ausgestattet und vollständig in die Maschinensteuerung integriert, die nicht im Schaltschrank, sondern direkt auf dem Robot platziert ist. Deshalb kann dieser Roboter auch für bestehende Anlagen nachgerüstet werden. Ein neues Feature der Maschinensteuerung ist die Arburg Mobile Selogica (AMS). Das portable Bedienpanel mit Touchscreen erleichtert alle Rüstvorgänge, die von vorne schlecht einzusehen sind. Es erspart dem Einrichter Wege und verkürzt dadurch die Rüstzeit erheblich. Interessant ist bei einer weiteren Produktneuheit von Arburg, dem Einrichtassistenten, dass man das von der Selogica-Maschinensteuerung bekannte Prinzip der menügeführten Einrichtung der Robotbewegungen (teachen) auf das gesamte Management der Spritzgießmaschine und der Peripherie erweitert hat. Somit gab hier die Robotik den Impuls für die Weiterentwicklung der Maschinensteuerung.

Engel Austria präsentierte seine Linear-Roboter der Viper-Baureihe in einer eigenen Sonderschau. Die erstmalig 2009 in der Baugröße 40 (Traglast 40 Kilogramm) vorgestellte Roboterbaureihe wurden zur K 2010 um die kleineren Baugrößen 6, 12, 20 und sowie eine weitere große Baureihe 60 komplettiert. Die neue Roboterbaureihe vereint, so der Hersteller, Stabilität, Dynamik und Bedienkomfort mit Leichtigkeit: Durch die Konstruktion aus lasergeschweißten Stahlprofilen hat er weniger Eigengewicht und erreicht so ein deutlich höheres Manipulationsgewicht. Sensorik gepaart mit Software verbessern hier die Robotbewegungen. Systeme zur Vibrationskontrolle oder Massenidentifikation der bewegten Kunststoffteile reduzieren die Eigenschwingungen auch bei langen Achsmaßen und optimieren die Bewegungen und Dynamikwerte. Das Resultat sind schnelle Zykluszeiten und hohe Produktivität bei gleichzeitig geringem Energieverbrauch.
Hahn Automation deckt mit denBaureihen Linearrobotern Smartline, Flexline und Proline sowie die Anguss- und Kleinteile-Entnahmegeräten der Baureihen Smartpicker und Propicker ein breites Spektrum ab. Die Smartline- Linearroboter sind Einsteigergeräte für „Pick and Place“-Aufgaben im Tragkraftbereich von 3 bis 15 Kilogramm in vier Baugrößen mit standardisierten Achsenlängen und Ausstattungspaketen. Für anspruchsvolle Manipulationsaufgaben und Traglasten von 5 bis 8 Kilogramm stehen die Geräte der Flexline-Baureihe zur Verfügung. Sie können mit Teleskop- und Tandemachsen individuell konfiguriert werden. Die Proline-Linearroboter sind Universalgeräte für höchste Ansprüche in fünf Baugrößen für Nutzlasten von 6 bis 50 Kilogramm verfügbar und damit für Spritzgießmaschinen bis 30000 Kilonewton Schließkraft geeignet. Ein umfangreicher Baukasten mit Ausrüstungsoptionen ermöglicht die Anpassung an die jeweilige Manipulationsaufgabe. Die Anguss- und Kleinteile-Entnahmegeräte sind in zwei unterschiedlichen Ausführungslevels lieferbar. Die Smartpicker sind pneumatisch angetriebene Geräte in zwei Baugrößen für Spritzgießmaschinen bis 4000 Kilonewton Schließkraft. Die Propicker verfügen über Servomotorantriebe und sind in der Lage, auch komplexe Greiffunktionen und Bewegungsabläufe durchzuführen; er kann zudem mit einer Z-Achse kombiniert und so zu einem Spezial-Handlinggerät hochgerüstet werden.
Wittmann zeigte auf seinem Stand vier neue Modelle: den Servo-Robot W818, die Linearroboter W828 und W873, den dreiachsigen W8VS2 und die Steuerung R8-Touch zur Programmierung aller vorgestellten Systeme. Bei der Linearroboter-Serie W818, die auf dem bewährten Konzept der W811 Roboter basiert, wurde die Traglast auf sechs Kilogramm erhöht, gleichzeitig die Steifigkeit der Entform- und Vertikalachse weiter verbessert. Der Linearroboter W828 ist eine vollständige Neuentwicklung. Mit einer starren Entformachse und einer Traglast von zehn Kilogramm sowie einer maximalen Reichweite der X-Achse von 1300 Millimeter können große Auslegungen mit kurzem Aufbau hinter der Z-Achse realisiert werden. Der Roboter ist mit einem integrierten Schaltschrank ausgestattet, wodurch jeglicher Platzbedarf neben der Spritzgießmaschine entfällt. Beim Robotermodell W873, eine Überarbeitung des Vorgängermodells W773, wurde das Traggewicht auf 125 Kilogramm und der Vertikalhub auf 3000 Millimeter erweitert. Kombiniert mit Servoantrieben ergibt sich eine Wiederholgenauigkeit von 0,1 Millimeter, unabhängig von Verfahrbewegungen und -geschwindigkeiten. Die Servomotoren erlauben Verfahrgeschwindigkeiten von bis zu zwei Meter pro Sekunde. Optional ist dieser Roboter mit zusätzlichen servobetriebenen A-, B- und C-Rotationsachsen ausrüstbar. Für eine große Konstruktionsfreiheit bei der Auslegung der Greifer und hohe Betriebssicherheit verfügen diese über Drehmomente von maximal 500 Newtonmeter. Der Vertikal-Scara-Roboter des Typs W8VS2 wurde speziell für den Einsatz mit der Micropower-Spritzgießmaschine von Wittmann-Battenfeld, einer Maschine für das Klein-, Präzisions- und Mikrospritzgießen, entwickelt und ermöglicht höchste Bewegungsfreiheit bei schnellen Verfahrbewegungen auf kompaktem Raum.

Sechs-Achs-Roboter werden schneller und einfacher programmierbar

Hekuma zeigte neben ihren Linearrobotern im obersten Leistungssegment bei Beschleunigung, Fahrgeschwindigkeit und Positioniergenauigkeit als Messeneuheit die flexibel einsetzbare Automationszelle Hekucell. Bestehend aus einem Sechs-Achs-Industrieroboter, einem Greifer zur Entnahme der Formteile, einer eigenen Ablaufsteuerung und einer Schutzzelle kann sie mit jeder horizontalen Standard-Spritzgießmaschine bis zu 2500 Kilonewton Schließkraft kombiniert werden. Das Konzept dieser Zelle besitzt auch Potenzial zur Aufrüstung von Spritzgießproduktionen und zur Nachrüstung überall dort, wo wegen eingeschränkter Platzverhältnisse ein Drei-Achs-Lineargerät nicht in Frage kommt. Die Hochleistungsautomatisierung hat mit Entnahmezeiten von weniger als 0,45 Sekunden und Gesamtzykluszeiten von deutlich weniger als fünf Sekunden ein Niveau erreicht, bei dem alle Systemkomponenten aufeinander abgestimmt sein müssen. Das Einrichten des Bewegungsablaufs des Sechs-Achs-Roboters erfolgt sehr einfach und komfortabel durch ein Teach-Programm, das über ein Hand-Panel bedient wird.

Kuka Roboter präsentierte auf dem eigenen Messestand sowie bei über 20 Partnerunternehmen zwei Modelle aus der neuen Quantec-Konsolroboterserie, die Robotertypen KR 240 R3100 K ultra und den KR 90 R3700 K prime. Diese Serie umfasst elf Typen in zwei Produktlinien – K Prime und K Ultra – mit abgestuften Traglasten und Reichweiten. Das verringerte Eigengewicht und die um 400 Millimeter nach vorne verlagerte Achse 2 machen die Quantec K-Produktlinie gut geeignet für die Einsatzbedingungen mit Spritzgießmaschinen. Die Roboter erreichen durch neueste Antriebstechnologie zusammen mit der neuen Steuerung KR C4 bis zu 25 Prozent kürzere Entnahmezeiten und um bis zu 30 Prozent weniger Energieverbrauch. Für noch mehr Flexibilität und Offenheit bei gleichzeitiger Reduzierung der artikelspezifischen Peripherie demonstrierte Kuka mit dem Roboter KR 16-2 S in Highspeed-Ausführung die Möglichkeiten durch den Einsatz von 2D- und 3D-Kamerasystemen. Diese Anwendung bot den Messebesuchern die Gelegenheit, interaktiv ins Robotergeschehen einzugreifen und somit die Leistungsfähigkeit von Bildverarbeitungssystemen zu testen.
Reis Robotics präsentierte die bewährte Sechs-Achs-Roboterbaureihe RV mit der Steuerung RobotstarV-IPC. In zwei Anwendungen, einer flexiblen Clipsautomationszelle und beim Verschweißen von mehreren Kunststoffteilen mit Hilfe von Ultraschallsonotroden, wurde diese Robotersteuerung bei der RV-Baureihe eingesetzt. Sie erlaubt Bewegungen in der Betriebsart PTP-synchron sowie CP-linear, CP-zirkular und Spline-Interpolation. Der Leistungsumfang umfasst darüber hinaus zusätzliche Funktionen wie das Visualisierungtool Provis und eine Offline-Programmierung. Darüber hinaus waren die Sechs-Achs-Roboter dieser Baureihe das Kernstück einer kompletten Spritzgieß-Automationszelle, in der alle Peripheriekomponenten wie Greifer, Magazine, Zentrierungen, Zuführeinheiten, Transportbändern von Reis optimal für die jeweilige Aufgabenstellung abgestimmt sind. Der Roboterhersteller bietet den Anwendern ein Leistungspaket für eine wirtschaftliche Fertigung und höchste Produktqualität, in dem alle Sicherheitseinrichtungen bis hin zur vollständigen Anlagensteuerung mit Visualisierung von der Planung bis zurproduktionsreifen Übergabe komplett aus einer Hand geliefert werden.

Stäubli Robotics hat insgesamt fünf Sechs-Achs-Baureihen mit dem Namen Plastics für die Kunststoffverarbeitung im Programm; sie decken Traglasten bis maximal 100 Kilogramm ab. Das Programm reicht vom ultrakompakten TX40 Plastics über die Mittelgewichtsklassen TX60 und TX90 bis hin zum TX200 Plastics mit über zwei Metern Reichweite. Die Anbindung an Spritzgießautomaten erfolgt schnell und einfach über die standardisierten Euromap/SPI-Schnittstellen 12 oder 67. Die Geräte kommen zur Komplettbearbeitung von Spritzgießteilen selbst unter beengten Platzverhältnissen zum Einsatz. Damit Anlagenbetreiber und Systemintegratoren die Möglichkeiten der Roboter auch ohne Spezialkenntnisse in vollem Umfang nutzen können, entwickelte der Roboterhersteller die Anwendungssoftware Valplast. Sie ermöglicht aufgrund vordefinierter Bausteine eine besonders schnelle Programmierung, was dem Systemintegrator bei der Installation einer Zelle ebenso zum Vorteil gereicht wie dem Anwender danach im Alltagsbetrieb.

Autor

Über den Autor

Hans A. Redemann, freier Journalist, Wilhelmsfeld