Automobil Erfolgsstory

Vom Slick zum perfekten Profil

Kundenvorteile:
  • Signifikante Steigerung der Produktivität
  • Erhöhung der Reproduktionsgenauigkeit der Profile
  • Schnelles Einlernen neuer Reifenvarianten
  • Flexibilitätssteigerung dank Offline-Programmierung
Stäubli RX160 robot at Continental
Bevor es ans Schnitzen geht, muss die Kontur des Glattreifens per kalibriertem Laser vermessen werden, um Höhenschläge bei der Generierung der Bahnen zu kompensieren.
Stäubli RX160 robot at Continental
Im Messerbahnhof stehen die Werkzeugblöcke mit für die jeweiligen Profilbahnen parametrierten Messern bereit.
Stäubli RX160 robot at Continental
Mensch-Maschine-Interaktion ist Teil des Konzepts RACE in der Continental Versuchsreifenfertigung.

Aufgabe

Automatisiertes Profilschnitzen von Prototypenreifen

Prototypenreifen erhalten ihr Profil in der Regel in reiner Handarbeit. Anders beim Reifenriesen Continental: Hier übernehmen auch präzise Stäubli Roboter das diffizile Schnitzen mit heißer Klinge – hochgenau, reproduzierbar und schneller denn je. Eine Hightech-Lösung, in der jede Menge Know-how steckt.

Die Ingenieure von Continental in Hannover entwickeln laufend neue Reifen-Modelle für Pkw und Lkw, die sie in Kleinserien für Testzwecke fertigen lassen. Die Profile der ersten Prototypen werden mit Heißdraht-Werkzeugen in Handarbeit aus glatten Reifen-Rohlingen geschnitzt. Ein zeitaufwendiges Verfahren, das inklusive Vermessen, Anzeichnen und Schnitzen bis zu 40 Stunden in Anspruch nehmen kann.

Continental arbeitet daher daran, Schritte des Prototypenbaus zu automatisieren. In enger Zusammenarbeit mit dem Reifenhersteller entwickelte der kompetente Systemintegrator Preccon Robotics aus Bayreuth eine wegweisende Roboterzelle für das Reifenschnitzen.

 

Lösung

Roboter als Messmittel und Bearbeitungswerkzeug

In der komplexen Preccon-Anlage übernimmt ein hochgenauer Industrieroboter Stäubli RX160 das komplette Vermessen, Anzeichnen, Schneiden und Bohren von Pkw- und Lkw-Reifen. Der Roboter fungiert gleichzeitig als absolutgenaues Messmittel. Dank seiner überlegenen Antriebstechnik und überdurchschnittlicher Steifigkeit erfüllt der RX160 die extremen Genauigkeitsanforderungen dieser Applikation.

Der zu bearbeitende Glattreifen wird auf eine externe, siebte Achse gespannt, die als Drehtisch ausgeführt ist. Der Robotercontroller steuert nicht nur den dreidimensionalen Weg des Schnitzwerkzeugs am Greifer, sondern über die siebte Achse auch die vollsynchrone Drehbewegung des Reifens während der Vermessung und Bearbeitung. Um Höhenschläge der Werkstücke zu ermitteln, beginnt der Roboter stets mit der Konturvermessung des Glattreifens. Dazu wird der Laser gegriffen, an einer Keramik-Kugel kalibriert und über den drehenden Reifen geführt. Anhand dieser Daten werden die im CAD-Modell des Offline-Programmiersystems erzeugten Profilbahnen automatisch kompensiert, bevor sie an den Roboter-Controller übergeben werden.

Zum Schnitzen greift der Roboter das für die jeweilige Prozessbahn parametrierte Schneidwerkzeug aus dem Messerbahnhof. Nach der Ermittlung des Tool Center Points (TCP) via Bildverarbeitungssystem beginnt der Schnitzvorgang. Die Regelung des Schneidprozesses erfolgt vollautomatisch in Abhängigkeit von der im Greifer gemessenen Schnittkraft und Messer-Temperatur. Der Bediener konzentriert sich im Wesentlichen auf die Beobachtung – mit der Möglichkeit zur Interaktion. Auf einem Prozessdaten-Monitor werden die aktuell relevanten Daten angezeigt. Die Darstellung des Schneidwerkzeugs in der parametrierten CAD-Grafik erlaubt die visuelle Mitverfolgung und schnelle Beurteilung.

Kundennutzen

Deutlich erhöhte Reproduktionsgenauigkeit und Produktivität

Die Anlage mit dem Namen RACE (Roboter Accuracy Carving Efficiency) erfüllt seit gut einem Jahr höchste Ansprüche an Reproduktionsgenauigkeit und Produktivität. Das zugehörige Offline-Programmierungssystem eröffnet zudem jegliche Flexibilität. Heute werden viele Prototypenreifen in Losgrößen über sechs Stück von dem Stäubli-Roboter geschnitzt. Im ersten Jahr nach Inbetriebnahme waren es bereits rund 1.500 Stück. Tendenz steigend.

Die Anlage spart im Vergleich zur vorherigen teilautomatisierten Lösung allein in der 3D-Programmierung und beim Einrichten rund 50 Prozent Zeit. Weitere 15 Prozent Zeitersparnis bringt die Roboterzelle bei der Fertigung einschließlich der Konturvermessung und automatischen Hitzeregelung ein. Zusätzlich ist es gelungen, die Reproduktionsgenauigkeit der Profile weiter zu steigern – eine wichtige Voraussetzung, um alle Tests einer Prototypen-Serie unter genau gleichen Voraussetzungen durchführen zu können.