Robotergestützte Umformung und Inspektion von Pressfittings

Durch die smarte Arbeitsteilung erhöhen die beiden Roboter nicht die Zykluszeit des Umformprozesses.

Kein Schweißen, einfache Installation, sicherer und leckagefreier Betrieb über viele Jahre: Das sind die drei zentralen Vorteile von Edelstahl-Pressfittings. Zum Einsatz kommen sie u. a. in der Gebäudeinstallation, in der allgemeinen Industrie und in Heavy-Duty-Anwendungen. Das spanische Unternehmen Isotubi mit Sitz in Castellbisbal bei Barcelona hat sich einen guten Ruf als Hersteller dieser sicherheitsrelevanten Verbindungselemente erarbeitet. Gegründet 1976 und in zweiter Generation im Familienbesitz, verarbeitet Isotubi pro Jahr rund 5.000 Tonnen Edelstahlrohre zu drei Millionen Pressfittings. Mehr als zwei Drittel dieser Menge wird exportiert. Die Liste der Auslandsmärkte reicht von Angola und Australien bis zur Ukraine und den USA.

Drei Millionen Pressfittings pro Jahr: Das bedeutet mehr als 11.000 Fittings am Tag, produziert von 120 Mitarbeitern. Das funktioniert nur mit einer hoch automatisierten Produktion, angefangen mit automatischen Säge- und Biegeanlagen. Im nächsten Schritt werden die typischen, stutzenförmigen Profile angeformt. Sie gewährleisten die dauerhaft sichere Verbindung, nachdem das Werkzeug beide Rohrenden – wiederum durch Umformen – gefügt hat. Zum Abschluss werden die produzierten Teile gereinigt und wärmebehandelt, um die gewünschten mechanischen Eigenschaften des Edelstahls zu erzeugen.

Isotubi stellt pro Jahr drei Millionen Edelstahl-Pressfittings her, die weltweit im Einsatz sind.

Scannergestützter Griff in die Kiste

Weil immer dann ein Pressfitting gebraucht wird, wenn das Rohr eine Biegung (meist im 90°-Winkel) macht, gehören die gebogenen Rohrstücke oder „Ellenbogen“ zu den am häufigsten gefertigten Produkten in der Fabrik von Isotubi. Die Geometrie dieser Rohrstücke stellt – in Kombination mit dem runden Durchmesser – aus Sicht der Automatisierungstechnik eine echte Herausforderung dar. Trotzdem ist es Isotubi gelungen, das Umformen und die anschließende Inspektion dieser Fittings zu automatisieren – mit der Hilfe von Stäubli-Robotern.

Und das geht so: Ein Sechsachs-Knickarmroboter vom Typ TX2-90L greift eins der gebogenen Rohrstücke, die unsortiert in einem Behälter liegen. Der Roboter ist in ein Picking-System eingebunden, das Isotubi gemeinsam mit BCN Vision entwickelt hat. Dabei kommt, als „Auge der Automation“, ein Laserscanner von Photoneo zum Einsatz. Er scannt den Inhalt des Behälters. Die Vision-Software errechnet daraus das am besten erreichbare Rohrstück und sendet dessen Positionsdaten an den Stäubli-Roboter.

Be- und Entladen der Umformmaschine

Der Roboter greift dieses Teil und legt es – in der optimalen Position für die weitere Verarbeitung – auf einer Transferstation ab. Hier übernimmt der zweite Roboter: ein vierachsiger TS2-80. Der SCARA legt das Rohrstück in die Umformmaschine ein und entnimmt es auch wieder – in sehr kurzer Zykluszeit. Während der nächste Umformprozess bereits im Gange ist, führt der TS2-80 das soeben umgeformte Teil an einer Inline-Kontrollstation vorbei. Hier prüft eine Kamera alle qualitätsrelevanten Abmessungen und stellt damit fest, ob das Rohrstück i. O. ist.

Der Roboter erledigt diese Aufgaben so schnell, dass er – während der Umformprozess des nächsten Bauteils noch im Gange ist – eine weitere Aufgabe übernehmen kann: Er entnimmt das Prüfteil aus der Inspektionsstation und legt es auf einem Förderband ab, das zur Wärmebehandlung führt. Auch diese Roboterapplikation wurde gemeinsam mit BCN Vision realisiert. Die komplette Automatisierungslösung wurde von Mitec Enginy entwickelt. Das im spanischen Girona ansässige Unternehmen hat sich auf robotergestützte Industrieautomation spezialisiert.

Roboter praktizieren Arbeitsteilung

Die intelligente Arbeitsteilung zwischen zwei unterschiedlichen Robotertypen ermöglicht einen hohen Automationsgrad bei kurzen Zykluszeiten und sehr hoher Produktivität. Héctor Bentué, COO von Isotubi, und Alberto Fernández, Process Manager sind voll des Lobes: „Die Kombination der Roboter passt perfekt. Mit seiner hohen Reichweite und Agilität kann der TX2-90L die Behälter – geführt vom Laserscanner – komplett entleeren. Und der Scara TS2-80 kann dank der sehr hohen Geschwindigkeit alle Handling-Aufgaben auch beim Prüfprozess ausführen, während der eigentlich sehr kurze Umformprozess im Gange ist. Die Roboter beanspruchen also buchstäblich null Sekunden Zeit für das Handling: eine ebenso effiziente wie intelligente Lösung.“

Die gesteigerte Stabilität des Prozesses ist aus Sicht von Isotubi ein großer Vorteil der Automatisierung. Der wichtigste Vorteil ist aber ohne Frage der Zugewinn an Produktivität – durch die Integration von automatisierter Be- und Entladung sowohl der Umformung als auch der nachfolgenden Qualitätskontrolle. Und: Nur zwei Roboter können 100% der Produktion an den zwei Stationen handhaben. Auch das ist effizient. „Wichtig für uns war auch, dass wir die Automationslösung einfach an neue Produkte, die wir heute noch gar nicht kennen, anpassen können”, so Bentué. Diese Anforderung lässt sich ebenfalls leicht erfüllen: Über die Stäubli-Robotersteuerung CS9 können die Roboter komfortabel und über eine gemeinsame Bedienoberfläche programmiert werden. Bleibt die Frage: Warum hat sich Isotubi für Stäubli-Roboter entschieden? „Die Roboter-Experten unseres Partners Mitec Enginy haben sie aus folgenden Gründen empfohlen: hohe Leistung, hohe Präzision, stabile Prozesse, Flexibilität. Und sie hatten recht“, zeigt sich Héctor Bentué abschließend zufrieden.