Customer Success StoryEine runde Sache für die Zukunft

Clevere Lösungen braucht es manchmal ganz schnell. Lösungen wie die neue Anlage von EMAG LaserTec. Sie bringt eine Hart­me­tall-Beschich­tung per Laser­auf­trag­schweißen auf Brems­scheiben auf. Die Tech­no­logie wird drin­gend benö­tigt, denn sie verhin­dert, dass beim Brems­vor­gang Abrieb und damit Fein­staub entsteht. Die Partikel sind gesund­heits­ge­fähr­dend. Darum regle­men­tiert die neue Schad­stoff­norm Euro 7 ab 2027 alle Fahr­zeug-Emis­sionen von neu zuge­las­senen Pkw – auch den Abrieb aus Bremsen und Reifen. Es ist also Tempo gefragt. Bei der Auswahl der Kompo­nenten setzte das EMAG-Entwick­lungs­team darum auf SCHUNK Engi­nee­ring. Mit diesem effi­zi­enten Prozess erhielt EMAG in kürzester Zeit pass­ge­naue Kompo­nenten für seine spezi­fi­schen Anfor­de­rungen.

Groß­hub­greifer PLG an inte­griertem Hand­ling­system

„Damit unsere Kunden die Vorgaben der Brems­scheibe der Zukunft erfüllen können, haben wir die ELC 450 LMD vorge­stellt. Mit ihr wird per ‚Laser Metal Depo­si­tion‘ (LMD) eine zwei­la­gige Beschich­tung auf die Brems­scheibe aufge­bracht, die sie prak­tisch verschleiß- und korro­si­ons­frei macht und die Fein­staub­emis­sion deut­lich verrin­gert“, bekräf­tigt Martin Fritz, Team­leiter Entwick­lung bei EMAG LaserTec in Heubach. „Hier hat uns SCHUNK wesent­lich dabei unter­stützt, die auto­ma­ti­sierte Bauteil­zu­füh­rung zur Laser­zelle prozess­si­cher, kompakt und mit vorge­ge­bener Takt­rate zu reali­sieren. Im Einsatz ist der pneu­ma­ti­sche Groß­hub­greifer PLG im Zusam­men­spiel mit den Universal-Schwenk­fin­gern GFS – für uns eine über­zeu­gende Hand­ha­bungs­lö­sung in der neuen Maschine.“ Die EMAG-Konstruk­teure instal­lierten den Groß­hub­greifer an einem Lini­en­portal in der ELC. „Einen klas­si­schen Roboter für die Bauteil­zu­füh­rung konnten wir ausschließen, weil es in diesem beengten Arbeits­raum dafür keinen Platz gibt“, erläu­tert Martin Fritz das Umfeld der ELC. „Das vorhan­dene Line­ar­hand­ling aus dem Hause EMAG und der SCHUNK-Greifer PLG zusammen mit den Schwenk­fin­gern GFS ergeben eine ideale Kine­matik für die Brems­schei­benzu- und ‑abfüh­rung.“

PLG mit GFS führt die Brems­scheiben der Beschich­tungs­zelle zu

Die kompakte Be- und Entla­de­lö­sung im Arbeits­raum der ELC 450 LMD DUO erweist sich als robust beim Bedienen von zwei Laser­zellen. Der PLG beginnt seine Arbeit an der Rollen­bahn mit dem Aufnehmen der rund 30 Kilo­gramm schweren, bereits vorzen­trierten Brems­scheibe aus Grau­guss. Sie wird in vorge­la­gerten Prozessen gerei­nigt, gewogen und auf rund 300 Grad Celsius vorge­wärmt und ihre Zufüh­rung zur Rollen­bahn kann manuell, halb­au­to­ma­ti­siert oder voll­au­to­ma­ti­siert erfolgen. Nun führt der PLG die hori­zontal liegende Scheibe zur Aufnah­me­spindel der ersten Laser­zelle. Hier erfolgt der Auftrag einer Korro­si­ons­schicht aus Edel­stahl. Nachdem die herme­tisch abge­schlos­sene Laser­ein­heit die Scheibe frei­ge­geben hat, hebt der PLG sie aus der Spindel und wendet sie mittels der GFS-Schwenk­finger, um sie erneut auf den Dorn zu setzen. Jetzt erhält auch die zweite Seite der Scheibe ihre Korro­si­ons­schicht. Hat die erste Laser­sta­tion die Scheibe endgültig frei­ge­geben, verfährt das Hand­ling­system zur nächsten Station über den Absaug­trichter. Auch über dem Trichter wird die Scheibe gewendet, um sie beid­seits abzu­saugen. Schließ­lich führt der PLG die Scheibe hori­zontal der zweiten Laser­sta­tion zu, in der auf beiden Seiten das Einschweißen der Hart­schicht aus Karbid erfolgt.

In den beiden Zellen der ELC 450 LMD DUO wird der Beschich­tungs­werk­stoff jeweils als Pulver zuge­führt und per Laser mit der Bauteil­ober­fläche verschmolzen. Nach insge­samt vier Beschich­tungs­vor­gängen – zwei Schei­ben­seiten und zwei Zellen – ist die Brems­scheibe fertig zum Entladen. Inline-Quali­täts­si­che­rungs­maß­nahmen, wie beispiels­weise ein Schicht­di­cken­sensor, gewähr­leisten die prozess­in­te­grierte Abspal­tung von NIO-Teilen. Der PLG bringt die fertig beschich­teten Brems­scheiben zum Ausgang des ELC-Arbeits­raumes auf die entspre­chenden Rollen­bahnen zur Teile-Abfüh­rung; anschlie­ßend erfolgen nach­ge­la­gerte Prozesse.

Defi­nierte Vorgaben dank Online-Konfi­gu­ra­tion schnell erfüllt

„Unsere Vorgaben für den Greifer in diesem neuen Maschi­nen­kon­zept waren ganz klar defi­niert“, resü­miert Martin Fritz: ein großer Hub für ein schei­ben­för­miges Bauteil mit einem Durch­messer von 250 bis 500 Milli­me­tern, Kraft für ein rund 30 bis 50 Kilo­gramm schweres Werk­stück, eine Greif­höhe von rund zehn bis 45 Milli­me­tern sowie Robust­heit für eine Umge­bung mit Metall­rest­stäuben. „Weitere Rand­be­din­gungen hat der enge Arbeits­raum der ELC gesetzt“, so der Konstruk­ti­ons­leiter. „Die Lösung muss kompakt sein. Wir wollen, dass das Bauteil in hori­zon­taler Lage zu- und abge­führt wird und der offene Grei­f­erhub sich stets in Prozess­rich­tung bewegt. Auch die Rüst­frei­heit über ein defi­niertes Werk­stück­spek­trum ist eine Vorgabe, weil wir mit nur einem Backen­satz alle Schei­ben­größen greifen wollen. Außerdem brau­chen wir Sicher­heit: Die analoge Abfrage des Backen­hubs liefert uns die direkte Kontrolle, ob das rich­tige Werk­stück gegriffen wird. Nicht zuletzt soll das Schwenken schnell vonstat­ten­gehen.“

Die Maßgabe heißt Zukunfts­fä­hig­keit

Ein anspruchs­volles Maschi­nen­kon­zept für eine zukunfts­fä­hige Brems­schei­ben­fer­ti­gung erfor­dert ebenso anspruchs­volle Kompo­nenten. Schnell war klar, dass der neu vorge­stellte Groß­hub­greifer von SCHUNK hierfür die rich­tige Lösung ist. „Die Konfi­gu­ra­tion des Grei­fers zusammen mit Jürgen Kolbus hier am Schreib­tisch war eine große Arbeits­er­leich­te­rung und deut­liche Zeit­er­sparnis“, bestä­tigt Martin Fritz. „Es dauerte nur Minuten, da hatten wir unser CAD vorliegen. Nach noch nicht mal einer Stunde konnten wir in der Konstruk­tion direkt sehen, ob alles passt.“ Sonder­lö­sungen in der indus­tri­ellen Ferti­gung sind oft mit hohen Kosten und langen Liefer­zeiten verbunden. Die schnell konfi­gu­rier­baren Produkt­reihen bei SCHUNK sind die Antwort auf dieses Problem: So erhält der Kunde auch bei kleinen Stück­zahlen und hohen Ansprü­chen eine indi­vi­du­elle, bezahl­bare und schnelle Lösung. Die GFS-Schwenk­finger mit einer Schwenk­zeit von nur 0,8 Sekunden haben bei EMAG den Ausschlag für die Entschei­dung zu dieser Lösung gegeben: „Die GFS von SCHUNK waren für den konkreten Prozess die beste Lösung“, unter­streicht Martin Fritz. EMAG hat den PLG in Baugröße 50 in der ELC 450 LMD DUO verbaut und mit ihm alle Vorgaben erfüllt.

Ein kompletter, voll­au­to­ma­ti­sierter Vorgang in der Beschich­tungs­an­lage dauert knapp vier Minuten. Rüst- und Neben­zeiten vermeiden, 24/7‑Automatisierung, schnelle Takt­raten – für EMAG gilt es, mit der neuen Laser­auf­trags­an­lage die Maßgabe hoher Stück­zahlen zu erfüllen, die aus dem Wirk­sam­werden der Euro-7-Norm resul­tiert. Der PLG im Zusam­men­spiel mit den GFS-Schwenk­fin­gern unter­stützt diese Ziel­set­zung wesent­lich – sowohl hinsicht­lich Qualität als auch Sicher­heit und Geschwin­dig­keit des Prozesses.