Gewichtsreduzierung durch Destaco´s kundenspezifische Lösung

HERAUSFORDERUNG

Beim Warmumformen müssen Endeffektor-Robotertools in einen 950° C heißen Stapelofen fahren, um kalte Teile abzulegen und heiße Teile aufzunehmen, sobald diese die richtige Temperatur für die Beladung der Warmumformpresse erreicht haben.

Aktuell wird für den Prozess ein Endeffektor-Tool aus Edelstahlblech verwendet, das zu einem Vierkantrohr geformt und anhand eines MIG-Prozesses verschweißt wird. Die Spannwellen, die die Teile berühren, sind ebenfalls aus Edelstahl – anderer Güte.

Bei dieser Art der Konstruktion treten diverse Herausforderungen auf:

1. Aufgrund der Konstruktion des Vierkantrohrs werden Verstärkungen zur Steigerung der Steifigkeit benötigt, die wiederum zusätzliches Gewicht bedeuten. Dieses zusätzliche Gewicht kann dazu führen, dass das Werkzeug in Schwingung gerät, sobald es beschleunigt wird. Dies könnte zu Problemen beim Greifen und Ablegen der Bauteile führen.
2. Aufgrund der verschiedenen Edelstahl-Materialklassen weisen diese unterschiedliche Längenänderungen auf, was dazu führt, dass sich die Spannfinger lockern und eventuell eine Anpassung erfordern könnten.
3. Die Finger sind mit Standardschrauben angebracht, die sich während des Erwärmungs- und Abkühlungsprozesses ausdehnen oder zusammenziehen und sich deshalb möglicherweise lockern oder sogar komplett herausfallen könnten. Wenn die Finger­komponenten lose sind, können Sie in die Matrize fallen, was eine komplette Zerstörung zur Folge hätte.

LöSUNG

Nachdem drei Kunden ähnliche Probleme übermittelt hatten, hat DESTACO eine entsprechende kundenspezifische Lösung entwickelt.

1. Für die einzigartige Konstruktion werden Edelstahlrohre der Nenngröße 40 verwendet und das Haupttragwerk ist fachwerkmäßig angeordnet. Die Konstruktion ist äußerst steif, leichter (Gewichtseinsparungen von bis zu 20 %) und das Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht ist besser als bei der Vierkant-Lösung. Dank der Fachwerkkonstruktion gerät das Tool während der Bewegung und der Erwärmungs- und Abkühlungszyklen erheblich weniger in Schwingung.
2. Das gesamte Werkzeug ist aus Edelstahl derselben Klasse gefertigt, um die gleichen thermischen Eigenschaften zu gewährleisten. Dadurch kann zwar die Werkstoffdicke an Stellen variieren, die Dichte bleibt jedoch dieselbe.
3. Um das Problem der sich lockernden Finger zu lösen, haben wir eine Reibschicht auf der Spannfläche aufgetragen, durch die die Reibung um 50 % gesteigert wird. Zudem haben wir hochwarmfeste Schrauben (bis 1300° F, ca. 704° C) verwendet, die sich während des Zyklus nicht ausdehnen oder zusammenziehen wie Standardschrauben.

ERGEBNISSE

Dank des verringerten Gewichts und der fachwerkähnlichen Struktur kam es während der Be- und Entladungszyklen zu erheblich weniger Schwingungen. Aufgrund der besseren thermischen Eigenschaften muss das Roboterprogramm während langer Zyklen nicht mehr nachgebessert werden. Außerdem konnte dank der hochwarmfesten Schrauben und einer Oberflächenbeschichtung auf den Fingern ein Lockern derselben verhindert werden.

Dank des verringerten Gewichts und der fachwerkähnlichen Struktur kam es während der Be- und Entladungszyklen zu erheblich weniger Schwingungen.

Aufgrund der besseren thermischen Eigenschaften muss das Roboterprogramm während langer Zyklen nicht mehr nachgebessert werden.

Außerdem konnte dank der hochwarmfesten Schrauben und der Oberflächenbeschichtung auf den Fingern ein Lockern derselben verhindert werden.