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Technologie-Spotlight: Fortschrittliche Endbearbeitungs-/Schleifmaschine

Dec 08, 2023

Das Abrasive Process Solutions (APS)-System von Norton bietet Schleifprozessentwicklung, -optimierung, -automatisierung und interne Tests.

Vor ein paar Jahren Norton | Saint-Gobain Abrasives erkannte einen Bedarf an einem verbesserten System, das Endbenutzer und Integratoren der Automatisierungstechnik zum Testen und Bestätigen, Verbessern und manchmal Erstellen neuer, speziell für automatisierte Geräte konzipierter, schleifmittelbasierter Prozesse nutzen können.

Das Endprodukt ist eine fortschrittliche Roboterautomatisierungszelle, die als wichtiger Bestandteil des Abrasive Process Solutions (APS)-Programms von Norton angeboten wird. APS bietet seinen Kunden die Entwicklung, Optimierung, Automatisierung und interne Tests von Schleifprozessen an und nutzt dabei die Fachkompetenz und Schleifmittelkenntnisse des Norton-Ingenieurteams. Das integrierte, roboterzentrierte Prozessentwicklungssystem von Acme Mfg. befindet sich im Forschungs- und Entwicklungszentrum des Unternehmens in Northborough, Massachusetts, und wurde speziell entwickelt, um Unternehmen in der Oberflächenbearbeitungs- und Schleifindustrie bei der Durchführung verschiedener Proof-of-Concept-Aktivitäten zu unterstützen, die zeigen, was möglich ist mit fast jedem Schleifprodukt auf dem heutigen Markt. Es wird auch zum Testen zukünftiger Produkte von Norton | verwendet Saint-Gobain-Schleifmittel.

Das APS-System verfügt über einen FANUC R2000iC/210F-Roboter mit einer Tragfähigkeit von 210 kg, der es dem Testteam ermöglicht, Prozesse mit Teilen oder Werkzeugen nahezu jeder Größe durchzuführen. Der kraftsensorfähige Roboter übernimmt eine Rolle mit mehreren Kapazitäten, das heißt, er ist mit einem End-of-Arm-Greifer ausgestattet, der die Teile-zu-Medien-Verarbeitung ermöglicht, sowie mit Werkzeugwechslern von ATI Industrial Automation, die den Einsatz herkömmlicher Werkzeuge ermöglichen Handwerkzeuge zur Durchführung der Medien-zu-Teil-Verarbeitung.

Der Teil-zu-Medium-Teil des APS-Roboters verwendet zwei Endbearbeitungsköpfe. Durch das Greifen des Bauteils im Greifer kann einer der beiden Endbearbeitungs-/Schleifköpfe mit variabler Geschwindigkeit verwendet werden.

Der erste Kopf, bei dem es sich um einen Stapelkopf handelt, verfügt über eine 40-PS-Unterspindel. Mit diesem leistungsstarken Motor können große Superabrasiv- und Diamantscheiben sowie gebundene Scheiben und große Trennscheiben angetrieben werden (bei denen normalerweise 2 PS pro Zoll Durchmesser erforderlich sind). Wenn dieser Kopf mit einer Metall- oder Harthärte-Kontaktscheibe ausgestattet ist, kann er auch für schwere Angussschleifarbeiten verwendet werden, ohne dass ein Bediener erforderlich ist.

Der obere Kopf der gestapelten Einheit verfügt über einen 5-PS-Motor, der direkt an jedem Kontaktrad oder sogar am Durchhang des Bandaufbaus eingesetzt werden kann. Dadurch werden Medien bis zu einem 3 Zoll breiten Band jeder Art, beschichtetem Schleifmittel jeder Körnung, nicht gewebten Norton Rapid Prep-Bändern und Spezialbändern transportiert. Die Welle treibt auch alle Arten von Radialprodukten mit einem Durchmesser von bis zu 18 Zoll an, einschließlich Lamellenrädern mit flexibler Schleiftrommel.

Beide Spindeln können trocken oder nass verwendet werden, da das APS-Robotersystem mit einem Nassauffangsystem und Auffangwannen ausgestattet ist. Dies ermöglicht die Verarbeitung nahezu aller Arten unedler Metalle und Materialbeschichtungen, einschließlich brennbarer Metalle.

Der zweite Kopf auf der Teil-zu-Medien-Seite des Systems verfügt über einen nebeneinander angeordneten Endbearbeitungskopf, der über eine programmierbare Schwenkoption für die Basis verfügt. Diese Option ermöglicht die Bearbeitung ungewöhnlich geformter Bauteile, da sich der Kopf während der Bewegung des Ankerroboters drehen kann. Diese Bewegung ermöglicht eine hohe Zugänglichkeit und ermöglicht dem APS-System die Bearbeitung sehr komplexer Teilegeometrien.

Dieser Kopf kann zwei Bänder gleichzeitig laufen lassen und dabei unterschiedliche Körnungen, Körnungen und Trägermaterialien verwenden; Verwenden Sie verschiedene Arten von Kontakträdern, z. B. Gummi, Schaumstoff und Stoff. und eignen sich für verschiedene Arten von Aufbauten, einschließlich gezahnter, glatter und Dynabrade Dynaflex (CRC-Version).

Die mittleren Kontakträder sind auf einer pneumatischen schwimmenden Spindel montiert, um verschiedene Druckeinstellungen während des Kontaktpunkts zu ermöglichen.

Das System verfügt über einen FANUC R2000iC/210F-Roboter mit einer Tragfähigkeit von 210 kg, der es dem Testteam ermöglicht, Prozesse mit Teilen oder Werkzeugen nahezu jeder Größe durchzuführen.

Die Schleif- oder Vliesbänder sowie die anderen Teile des APS-Systems sind für variable Geschwindigkeiten ausgelegt, um Systemintegratoren zu zeigen, wie wichtig es ist, die Geschwindigkeiten während der Verarbeitung ändern zu können.

Der Tri-Wheel-Teil des Systems ermöglicht bei Bedarf die Nutzung des freien Gürtelteils des Kopfes. Dieser Übergang vom Kontaktrad zum Freiband ist bei der Bearbeitung komplex gestalteter Teile von Vorteil.

Ein Teil des Side-by-Side-Kopfes enthält die untere Antriebsspindel, die auf beiden Seiten der Bandeinheiten verschiedene Radialschleifmittel mit einer Breite von bis zu 4 Zoll aufnehmen kann. Dazu können die gewundenen RapidPrep-Räder oder einheitlichen Rädchen von Norton, Bear-Tex-Lamellenscheiben mit beschichtetem Schleifmittel und Vliesstoff, radiale Blaze-Bürsten, feste Schleifscheiben mit geringem Compound-Verbrauch und andere Scheibenprodukte gehören. Ein flüssiges Schleifmittelsystem ist Teil des APS-Systems.

Auf dem Medien-zu-Teile-Teil des Systems besteht Zugriff auf einen PushCorp STC1015-Servospindelmotor mit 15 PS und 10.000 U/min, der verschiedene radiale Schleifwerkzeuge wie Superschleifscheiben, gebundene Scheiben, Trennscheiben und Lamellenscheiben aufnehmen kann , feste Schleifscheiben und andere Radialprodukte, die ein hohes Maß an Geschwindigkeit und Kraft erfordern, um die besten Ergebnisse zu erzielen.

Diese Spindel ist auf einem PushCorp AFD1240 Compliance-Gerät montiert, sodass das APS-Team die Menge an konstanter Kraft steuern kann, die der Prozess erfordert. Auf einem separaten Modul befindet sich ein 3 PS starker PushCorp STC1503-Servospindelmotor mit 15.000 U/min, der für den Einsatz mit kleineren, leichteren Schleifprozessen wie Fächerschleifscheiben, Lamellenrädern, Stoff- und Papierscheiben, Fiberscheiben, Norton's Blaze-Filamentbürsten und kleinen gebundenen Schleifscheiben zur Verfügung steht und Trennscheiben sowie andere Radialschleifmittel aus dem Norton-Katalog.

Der Spindelmotor ist auf einem PushCorp AFD310 Active Compliance-Gerät montiert, um eine gute Kontrolle der für den Abschluss des Prozesses erforderlichen Kraft zu ermöglichen und zu beweisen, dass Teile von der manuellen zur automatischen Bearbeitung bewegt werden können.

Das Werkzeugregal umfasst weitere traditionelle Handwerkzeuge, mit denen gezeigt werden kann, wie effektiv Prozesse auf Roboteraufbauten verlagert werden können.

Werkzeuge wie Dynafile von Dynabrade sind für die End-of-Arm-Bestückung von Robotern ausgelegt. Dieses Werkzeug bewegt die schmalen Schleifbänder zu Teilen, die auf dem programmierbaren Schwenktisch des Robotersystems montiert sind. Zusammen mit einer Dynabrade-Jitterbug-Einheit ermöglicht dies eine Nass- oder Trockenbearbeitung während des gesamten Roboterprozesses.

Im verbleibenden Werkzeugregal befindet sich eine PushCorp-Doppelkopf-Exzenterschleifeinheit, mit der das APS-Team den Kunden zeigen kann, wie unterschiedliche Exzentergrößen zu unterschiedlichen Ergebnissen führen. Dadurch kann das Team die genauen Druck- und Geschwindigkeitswerte anzeigen, die dem potenziellen Endbenutzer oder Systemintegrator mitgeteilt werden können.

Die Fähigkeit des APS-Robotersystems, sowohl im traditionellen Trockenverfahren als auch im Nassbetrieb zu laufen, ist einzigartig in der Branche. Vielen Endbenutzern wird gesagt, dass sie einen Prozess nass durchführen und mit den von ihnen verwendeten Schleifmitteln bessere Ergebnisse in Bezug auf Qualität, Leistung oder Leistung erzielen können. Dieses Prüfsystem ermöglicht es, dies unabhängig vom Grundmaterial im direkten Vergleich nachzuweisen.

Die Stapelkopfeinheit verfügt über einen oberen Kopf mit einem 5-PS-Motor und einen unteren Kopf mit einem 40-PS-Motor für schwere Schleif- und Trennarbeiten.

Mit allen verfügbaren Werkzeugen und der Möglichkeit, große Teile auf einem programmierbaren Tisch zu drehen, hat die APS-Roboterzelle keine Probleme, große oder kleine komplexe Teile im Trocken- oder Nassprozess zu bearbeiten.

Der Gesamtaufbau des Werkzeugregals des Systems bietet einen nahezu endlosen Ansatz, um Prozesse von ihrer aktuellen manuellen Form in eine vollständig automatisierte Form zu bringen. Und in den meisten Fällen kann das Team die Kosten, die Qualität und die allgemeine Sicherheit für die Betreiber eines Unternehmens verbessern. Das Werkzeugregal kann auch angepasst und zusätzliche Werkzeuge hinzugefügt werden, beispielsweise ein ATI-Radial-kompatibles Werkzeug.

Bedenken Sie, dass bei der Implementierung von Automatisierung in Unternehmen in der Endbearbeitungsbranche nur selten Personal entlassen wird, da immer Mitarbeiter in anderen Bereichen des Betriebs benötigt werden.

Angesichts der Tatsache, dass die Nachfrage nach Metallbearbeitungsprodukten in der nordamerikanischen Fertigung stark ansteigt, ist es leicht zu erkennen, wie die Automatisierung den großen Fertigungskonzernen helfen kann. Zu bedenken ist auch, wie das APS-System kleinen und mittleren Gruppen am besten dabei helfen kann, einen Weg zur Roboterautomatisierung zu finden.

Mike Shappell ist leitender Anwendungsingenieur bei Norton | Saint-Gobain Abrasives, Abrasive Process Solutions Group, One New Bond St., Worcester, Mass. 01606, 254-918-2313, www.nortonabrasives.com.