Reinigungstechnik meets Robotik

Bevor industriell gefertigte Bauteile weiterverarbeitet werden können, müssen sie oft erst von Ölen, Fetten, Spänen, Graten oder Metallflittern aus dem Herstellungsprozess befreit werden. Um die Reinigung so effizient wie möglich in die eigene Fertigungslinie zu integrieren, setzen viele Unternehmen bei der Teilereinigung auf Automatisierung und moderne Roboterzellen.

Zu den führenden Unternehmen in diesem Bereich gehört die Silberhorn Maschinenbau GmbH. Der in der bayerischen Oberpfalz ansässige Betrieb baut Reinigungsanlagen mit integriertem Roboter serienmässig in drei Baugrössen. Die kleinste eignet sich für Bauteile bis 15 kg. Am anderen Ende des Spektrums stehen Anlagen der Baugrösse 3. Diese reinigen sogar grosse Bauteile mit Stückgewichten bis 90 kg autonom per Roboter. Gefragt sind sie insbesondere in der Automobil- und Zulieferindustrie – zum Beispiel um die Gehäuse von Elektromotoren zu reinigen oder ganze Batteriewannen. Noch ein USP von Silberhorn: Der Teilereinigungsspezialist entwickelt neben Serienlösungen auf Anfrage auch individuell konstruierte Roboter-Anlagen für besondere Anforderungen.

Optimiert für spezifische Anforderungen und Prozesse
«Sauberkeit und Effizienz sind bei der Teilereinigung nicht nur eine Frage der Technik», sagt Silberhorn Produktmanager Thomas Burger, «es kommt auch auf die Abläufe und die Integration in den Gesamtprozess an.» Deshalb legt Silberhorn grössten Wert auf die optimale Anbindung der Roboterzellen. Das beginnt schon bei der Beladung: Die Bauteile können der Anlage wahlweise per Förderband, Beschick-Roboter oder Belade-Rundtisch zugeführt werden. Der für Nasszellen geeignete Teilereinigungs-Roboter steht in der Zelle. Er nimmt die zugeführten Teile auf. Dafür öffnet sich im Takt der Maschine eine Tür zur Reinigungskammer. Der Roboter greift durch die Tür und holt sich das nächste zu reinigende Teil oder den Warenträger, auf den dieses gespannt ist.
In der Zelle führt der Industrieroboter das Teil dann den Reinigungswerkzeugen zu: vollautomatisch und programmgesteuert. Dabei positioniert der Roboter die Teile je nach Geometrie und Verschmutzungsgrad so, dass sie optimal gereinigt werden. Serienmässig können Silberhorn-Anlagen dafür mit bis zu sechs unterschiedlichen Wasserwerkzeugen ausstattet werden. Die Bandreite reicht von Flach- oder Vollstrahldüsen über Düsen zum Hoch- und Niederdruckreinigen bis hin zu Spezialdüsen für die Nachbearbeitung von Bauteilgraten. «Was die Drücke angeht, können wir zwischen 1 und 1500 bar jeden Wunsch erfüllen», betont Burger. Wahlweise kann die Anlage auch mit einem Flutbecken ausgestattet werden. In dieses taucht der Roboter die Teile ein, wenn eine Reinigung per Druckfluten erfolgen soll. Anschliessend führt der Roboter die Teile zum Trocknen und legt sie danach zum Weitertransport beispielsweise auf ein Förderband.

Flexibilität und Präzision sind Programm
Der integrierte Roboter übernimmt sämtliche Arbeiten. Dabei arbeitet er positioniergenau, schnell, energie- und ressourcenschonend sowie hoch effizient. Manuelle Unterstützung benötigt das System nur noch, wenn Filter oder Reinigungsflüssigkeiten gewechselt werden müssen. Damit diese Arbeiten schnell und fertigungsoptimiert ablaufen, kündigen Silberhorn Anlagen alle Wartungseinsätze rechtzeitig an.
Die Stärke der Roboterzellen ist ihre hohe Flexibilität bei maximaler Automatisierung. «Unsere Roboterzellen beherrschen viele unterschiedliche Reinigungsprogramme. Diese können teilespezifisch abgerufen und oft ohne weitere Rüstarbeiten ausgeführt werden», erklärt Burger. Der Roboter muss nur erkennen können, welches Teil er vor sich hat und wie es gereinigt werden soll. Dafür werden die Warenträger beispielsweise mit RFID-Chips ausgestattet. Die Maschinensteuerung liest den Chip aus und sagt dem Roboter, welches Reinigungsprogramm er ausführen soll.
Bauteil für Bauteil, Warenträger für Warenträger. Je nach Art und Geometrie des Bauteils sowie dem Grad der Verschmutzung lassen sich so Takt- und Zykluszeiten von gerade mal 30 s pro Bauteil erreichen. Dabei läuft der Reinigungsprozess per Roboter absolut wiederholgenau und ohne Pausen oder Unterbrechungen ab.

Überzeugend in Preis und Handling
Gut zu wissen: Anlage und Roboter können mit entsprechenden Programmierkenntnissen zudem sehr schnell für neue Teile eingerichtet werden. Das übernehmen anwendereigene Spezialisten oder das Serviceteam von Silberhorn. So überzeugen die Roboterzellen selbst bei der Programmierung mit einfachem Handling. Ähnliches gilt im Hinblick auf die Roboter-Auswahl: Da viele Kunden Industrieroboter im grossen Stil nutzen und einkaufen, integriert Silberhorn diese herstellerunabhängig, sofern die ausgewählten Roboter die nötigen Anforderungen erfüllen. Dadurch lässt sich das exzellente Preis-Qualitäts-Verhältnis der Silberhorn Anlagen individuell weiter verbessern.
Auch Silberhorn selbst nutzt die Kraft des Roboters: In der Sparte «Lohnreinigung» ist eine besonders grosse Roboterzelle im Einsatz. Sie reinigt dreischichtig im Auftrag verschiedener Kunden unterschiedlichste Bauteile. Der Grund? Oft müssen Überkapazitäten für einen gewissen Zeitraum abgefangen werden. Häufig überbrückt Silberhorn auch Wartezeiten, bis eine neue oder zusätzliche Anlage installiert ist. Die stattliche Anlage, Modell RSZ, mit einer Grundfläche von zirkal 11x8 m, gehört nicht zu den eingangs beschriebenen Silberhorn Basismodellen REZ 1 bis 3 sondern zu den hochindividuell erbauten Maschinen. «Wir hatten die Möglichkeit, diese Roboterzelle von einem Kunden zurückzukaufen», berichtet Thomas Burger. «Nach einer Generalüberholung ist sie technisch auf dem neuesten Stand, sodass sie nun noch viele Jahre im Einsatz sein kann und dabei zuverlässig höchsten Reinheitsanforderungen gerecht wird.»
Hohe Flexibilität zeichnet die Anlage aus. Ihre Warenträger ermöglichen es, kleine und grosse Bauteile gleichermassen zu fixieren und über ein Förderband dem Roboter zuzuführen. An der Übergabestelle holt der Roboter die Warenträger ab und kann sie in der Kabine entweder spritzreinigen oder mit bis zu 1800 bar hochdruckreinigen. Für hartnäckige Verschmutzungen gibt es ausserdem ein Flutbecken, in dem das Druckflut-Reinigen stattfindet. Nach der Reinigung werden die Teile getrocknet, in dem sie abgeblasen werden. Für höchste Trocknungsansprüche steht ausserhalb der Nasszelle alternativ eine Kabine zum Vakuumtrocknen der Teile bereit. Auch diese wird vollautomatisch über ein Förderband angefahren.

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