Keine Angst in der Strahlkabine

Komponenten für Dental-Instrumente sind typische Werkstücke, die nach einer mechanischen Bearbeitung entgratet werden müssen. Hier gelten allerhöchste Qualitätsanforderungen, für die Kavo Dental bekannt ist. Mit sogenanntem Strahlentgraten wird sichergestellt, dass auch innenliegende Grate, beispielsweise in Gehäuseteilen, die mit mechanischen Werkzeugen wie etwa Schabern nicht erreichbar sind, zuverlässig entfernt werden. Solche Prozesse laufen nach bisherigem Stand der Technik in separaten Strahlkabinen ab, in denen ein Werker die Werkstücke manuell mit Strahlhandschuhen greift und in einem Mediumstrahl behandelt. Schon allein deswegen, weil dazu die Werkstücke aus dem Fertigungsfluss verbracht werden müssen und diese Arbeiten belastend für den jeweiligen Mitarbeiter sind, gibt es seit geraumer Zeit immer wieder Ansätze, solche Prozesse zu automatisieren. Ein ganz entscheidender Grund dafür ist jedoch, mit mechanisch geführten und gesteuerten Abläufen eine kontinuierlich gleichbleibend hohe Qualität zu erreichen. Da aber die abrasiven Medien jegliche mechanische Kinematik im Arbeitsraum einer Strahlkabine extrem belasten, sprich verschleißen, waren Automationsversuche bislang meist nur von mäßigem Erfolg gekrönt.

Die von der Handling Tech Automations-Systeme GmbH für diese Aufgaben nun realisierte Lösung verfolgt einen anderen Ansatz. Im weitesten Sinn ähnlich wie bei der manuellen Werkstückhandhabung erfolgt diese hier ebenfalls von außen, aber nun nicht mehr durch den Werker, sondern durch den Industrieroboter. Ein Lösungsansatz, der für die Automatisierer aus dem schwäbischen Steinenbronn allerdings naheliegt. Schließlich nutzen sie schon seit 1994 in vielen Hundert realisierten Applikationen die Flexibilität von Knickarm-Industrierobotern, um Bearbeitungsprozesse zu automatisieren.

Was jedoch neu ist und die Anbindung an eine Strahlanlage überhaupt erst ermöglicht, ist eine speziell entwickelte Schleuse, die es dem Roboter erlaubt, die Werkstücke von außen in die Strahlkabine einzuführen und dort im programmierten Ablauf zu handeln. Diese besteht im Wesentlichen aus einer dicht schließenden Schleusenkupplung, welche verhindert, dass Strahlgut aus der Strahlkabine in die Roboterzelle gelangt. Während des Ein- und Ausfahrens sorgt Sperrluft dafür, dass kein Strahlgut austritt. Außerdem wird der Greifer beim Ausfahren aus der Schleuse von zugeschalteten Air Nozzles (Luftdüsen) abgereinigt, um Verschleppungen zu vermeiden. Die Freiheitsgrade des Roboters sowie die neu entwickelte, flexible Schleuse erlauben das Abfahren komplexer Konturen.

Ergänzend dazu hat Handling Tech den Robotergreifer sowie die Strahlkabine entsprechend modifiziert. Im Fall der Greifer handelt schützen vor allem zusätzlich angebrachte Manschetten beziehungsweise Abstrahlbleche davor, dass sich Strahlmedien ablagern können. Die Strahlkabine ist zusätzlich mit seitlichen Scheiben ausgestattet, die das Teachen der Roboterbewegungen erleichtern. Außerdem erlauben ansteuerbare Ventile, anstatt der normalerweise vorhandenen handverstellbaren Ventile, dass auch Prozessparameter wie Strahldrücke oder Strahlgutvorbeschleunigungen exakt einstellbar und programmierbar sind. Dies trägt neben der definierten Werkstückmanipulation wesentlich zur Prozessoptimierung bei. „Die über die Robotersteuerung ansprechbaren Ventile reduzieren erheblich den Rüstaufwand bei Werkstückwechsel“, ergänzt Jörg Hutzel, Geschäftsführer von Handling Tech.

Ein großer Vorteil der Robax-Zellen ist, dass sich der für das Teilehandling benötigte Roboter auch über Kopf installieren lässt. „Dies ist nicht etwa deshalb notwendig, um Ablagerungen zu vermeiden, schließlich verhindert unsere Schleuse die Verschleppung der Strahlmedien aus der Strahlkabine. Vielmehr wird eine Überkopfinstallation gewählt, um beispielsweise Platz zu schaffen für die Zuführung von Werkstückpaletten, wenn eine solche Anlage direkt in den Fertigungsprozess integriert wird“, erklärt Hutzel.

Dies ist auch in der bei Kavo Dental realisierten Anlage der Fall. Die in der Serienfertigung laufende Anlage ermöglicht mit optimierten Strahlprozessen eine hohe und dauerhaft konstante Qualität. Darüber hinaus konnte damit der Durchsatz signifikant erhöht werden. Das von Handling Tech entwickelte Konzept für automatisiertes Strahlentgraten hat seine Serienreife in einem hoch anspruchsvollen Sektor, bei der Entgratung von Komponenten für Dental- Instrumente in Zusammenhang mit abrasivem Korund, bewiesen. Weitere Einsatzfelder reichen vom Hartmetallschneidkörper für Präzisionswerkzeuge über die Schmuckindustrie bis zur Medizintechnik mit Implantaten und Werkstücken für die Automotive-Industrie in der Großserie. Neben dem Strahlen mit abrasiven Strahlmedien zum Entgraten eignen sich diese Anlagen auch dazu, Oberflächen zu reinigen, zu veredeln, zu verdichten oder tribologisch wirksam zu modifizieren. Die Vielzahl der heute angebotenen Strahlmedien, mit unterschiedlichsten Charakteristiken, setzt den Anwendungsmöglichkeiten dieses Verfahrens kaum Grenzen. Außerdem erlaubt die Modularität der Robax-Zellen nahezu jegliche Applikation. Dazu gehört auch, dass Handling Tech weitere dafür benötigte Komponenten, wie etwa die Palettierung, in ebenfalls bewährten und weitgehend standardisierten Lösungen anbietet. su

Weitere Informationen Zum Dentalkomponenten-Hersteller: www.kavo.com Zum Automatisierungsspezialisten: www.handlingtech.de