Montage-Roboter – der perfekte Produktionspartner

Gewindestäbe, Maschinenbau, Wärme- und Elektroisolation: Innerhalb dieser Produktfelder bewegt sich das Unternehmen WKT Kunststofftechnik seit 1994. Mit Hauptsitz in Geeste-Dalum und heute rund 70 Mitarbeitern bedient man neben der elektrischen Energietechnik auch typische Anwendungsbereiche wie Hochspannungsanlagen und Transformatoren, Medizintechnik und Flugzeugbau sowie Bahntechnik und Schaltanlagen.

Kunststoff statt Stahl

Dabei ist das Unternehmen in allen Zielbranchen auf die Werkstoff-Substitution von Stahl durch Kunststoff spezialisiert: Die hochfesten, faserverstärkten Kunststoffe, die das WKT verwendet, sind leicht, widerstandsfähig, korrosionsbeständig und wirken isolierend.
Das Montieren und Verkleben verschiedener Kunststoffkomponenten ist dabei ein gängiger Arbeitsschritt bei der Produktion der Produkte. Ein Beispiel ist das Zusammenfügen dreier Komponenten einer Schraube: Mutter (in Vier- oder Sechskantausführung), Gewindestange und Unterlegscheibe. Das Ergebnis: eine vielseitig einsetzbare Kunststoff-Gewindeschraube für diverse Gewindegrößen und -längen. Da ein duroplastischer Kunststoff nicht verschweißt werden kann, verbindet ein spezieller Kleber die Bauteile.
Ein Arbeitsschritt, der vor allem eines verlangt: Präzision. Das Ziel war, diesen Arbeitsschritt zu automatisieren, dabei die Fehlerquote auf null Prozent zu reduzieren und dadurch die Produktivität zu steigern. „Für das Fügen und Verkleben unserer Produkte brauchten wir eine Lösung, die projektbezogen eingesetzt werden kann und unsere eigenen Anwendungen unterstützt. In einem Kleinroboter sahen wir den perfekten Produktionspartner“, erläutert WKT-Geschäftsführer Thomas Wernemann.

Entscheidung gefallen

WKT entschied sich für den Kleinroboter KR 6 R900 sixx von Kuka. Ausschlaggebend war eine hohe Wiederholgenauigkeit und Exaktheit der Produktfamilie des KR Agilus. Mit einer Traglast von sechs Kilogramm und einer Reichweite von rund 900 Millimetern ermöglicht der Kleinroboter eine hohe Fertigungsqualität.
Der Kleinroboter ist in der Lage, auch kleinste Bauteile wie Unterlegscheiben schnell und genau auf einem Bauteil zu platzieren. Zudem nimmt das kompakte System aus roboterzugehöriger Steuerung (KR C4) wenig Produktionsraum ein. Inbetriebnahme und Start der Serienfertigung mit dem Roboter erfolgte bei WKT im März 2014.
Der Prozess
Im Detail lässt sich die Aufgabenabfolge wie folgt beschreiben: Zunächst nimmt der Roboter eine Vier- oder Sechskantmutter auf und positioniert sie in der Haltevorrichtung. Anschließend greift er eine Gewindestange und fast diese an, und wendet sie um 180 Grad, um in einem weiteren Schritt an der unteren Seite Kleber zu applizieren. Im Anschluss schraubt der Roboter das mit Kleber versehene Ende der Gewindestange kraftmomentgeregelt in die Mutter ein. Im letzten Schritt fügt der Roboter die Unterlegscheibe hinzu. Dazu nimmt er die Scheibe auf und lässt sie über die Gewindestange auf die Mutter hinabrutschen. In wenigen Schritten entsteht so in der Haltevorrichtung die fertige Gewindeschraube. Mittels Kamera und Bildverarbeitung ist der Roboter in der Lage, das Produkt selbstständig zu kontrollieren. Er überprüft seine Arbeit und entscheidet zwischen Ausschuss oder Gutteil. Der Roboter nimmt die fertigen Gutteile aus der Haltevorrichtung heraus, um sie in einer für diesen Prozess finale Position in die Aushärtevorrichtung einzusetzen.

100 Prozent Qualität

„Der Roboter kann in unserer Produktion sehr individuell eingesetzt werden. So lassen sich Produktanpassungen oder Veränderungen im Produktionsablauf viel einfacher umsetzen“, beschreibt Wernemann. Hinzu komme die Kameratechnik, die das Produkt kontrolliert und die Qualität zu 100 Prozent gewährleiste. Eine Erfolgsquote, die sich mit manuellen Lösungen nicht erzielen lässt. Der Roboter fertigt die Schraube im Zusammenspiel mit der Haltevorrichtung in kürzester Zeit und ohne aufwendige Umrüstung. jbi