Roboter Endeffektor Werkzeug EOAT für Blindnietmuttern
End-of-Arm-Werkzeug zur Verarbeitung von Blindnietelementen
Das A230-BI ist ein Roboter Endeffektor Werkzeug für die Montage von Blindnietmuttern und Blindnietschrauben.
Das End-of-Arm-Werkzeug ist für den Anbau an einen Roboterarm bestimmt. Die Kraft wird über einen hydropneumatischen Druckübersetzer und einen Hydraulikzylinder eingeleitet. Die Grundfunktionen des Endeffektors sind die automatische Beladung, die direkte Zustellung der Blindnietelements in das Bauteil und der prozessüberwachte Setzvorgang. Das EOAT-Werkzeug ist für große Produktionsmengen an einer Montagelinie geeignet.
Verarbeitung von Blindnietelementen: Blindnietmutter und Blindnietbolzen
Schaftform: Rund, Sechskant / Hex, Teilsechskant / Halbhex
Gewindegröße: M5, M6, M8, M10
Arbeitsrichtung: Vertikal in beide Richtungen und Winkellagen, sowie horizontal
Weitere Ausführungen
End-of-Arm-Werkzeuge EOAT für andere Verbindungselemente
A230-CP Roboterwerkzeug für Einpressmuttern, Nietmuttern
Roboter-Automatisierungssystem zur Montage von Einpressmuttern und -bolzen. Sein patentierter Parallel-Drive-Antrieb mit einer Einpresskraft von 80 kN ermöglicht effiziente Werkzeugbewegungen bei geringem Verschleiß. Zudem ist das Montagesystem mit einem aktiven Toleranzausgleichssystem (patentiert) ausgestattet. Der Setzvorgang erfolgt analog zu A240-CP Roboterarbeitsplatz.
A230-BI-R Roboter Werkzeug für Blindnieten / Dornbruchnieten
Roboter-Montagevorrichtung für das prozesssichere Setzen von Dornbruchnieten mit einer Kraft-Weg-Auswertung. Das Werkzeug setzt eine Blindniete in ein vorgebohrtes Loch ein und zieht den Dorn zurück. Dadurch dehnt sich der Nietkörper auf der nicht zugänglichen Seite aus und verbindet die Materialschichten miteinander. Es entsteht eine formschlüssige Verbindung. Nach dem Setzprozess bricht der Dorn ab.
A230-SAS Roboter Werkzeug für Schraubelemente
Ein Schraubautomat mit hoher Flexibilität. Er eignet sich auch für Gewindeeinsätze, gewindeformende Schrauben und Fließformschrauben. Die Schraubeinheit ist als Endeffektor-Werkzeug direkt am Roboterarm angebracht. Ein integriertes Wegmesssystem gibt das Startsignal für den Schraubvorgang, sobald sich ein Schraubelement in Setzposition befindet. Der Setzvorgang erfolgt drehmomentgesteuert.
Vorteile des Roboterwerkzeugs
- Vollautomatische, prozesssichere Verarbeitung von Blindnietelementen
- Sehr kurze Taktzeit und große Flexibilität
- Effiziente Werkzeugbewegungen bei geringstem Verschleiß
- Aktiver Toleranzausgleich (patentiert) – Schwimmende Aufnahme des Blindnietelements
- Kosteneinsparungen durch automatischen Belade-, Zustell- und Setzvorgang
- Zuführsystem und Steuerung außerhalb der Roboterzelle
- Prozessüberwachung mit Kraft-Weg-Auswertung
Funktionsweise
Schritt 1 - Automatische Beladung
Die Blindnietmutter wird über einen Schussschlauch in den Bestückkopf transportiert. Ein Sensor registriert die Blindnietmutter und die Greiferbacken schließen.
Der Greifer hält die Blindnietmutter, fährt aus und der Zugdorn spindelt in die Blindnietmutter ein. Der Greifer öffnet und fährt zurück. Die Setzeinheit fährt in Arbeitsstellung. Das Verbindungselement befindet sich nun in Setzposition. Der Setzkopf gibt „setzbereit“ aus und wartet auf eine Setzanforderung.
Schritt 2 - Zustellung der Blindnietmutter in das Bauteil
Der Roboter fährt zum Bauteil und führt die Blindnietmutter mithilfe des Endeffektors in die vorbereitete Aufnahmebohrung (Vorloch) ein. Vor dem Setzvorgang wird durch das Wegmesssystem geprüft, ob die Blindnietmutter vollständig in das Bauteil zugestellt wurde. Das System wartet auf das externe Startsignal, um den Setzvorgang zu starten.
Schritt 3 - Prozessüberwachter Setzvorgang
Der Setzvorgang unterteilt sich in die Schritte Vorhub und Setzhub.
Vorhub - Der Zugdorn zieht die Blindnietmutter bei geringem Druck, ohne dass sie sich verformt. Sobald der Vorhubdruck erreicht worden ist und der Zugdorn sich nicht mehr bewegt, gilt der Vorhub als ausgeführt. Der Vorhubweg wird geprüft.
Setzhub - Das Verbindungselement wird mit einem vordefinierten Setzdruck gezogen, die Blindnietmutter wird im Bauteil verstemmt. Der Setzhub gilt als ausgeführt, wenn der Setzhubdruck erreicht ist und die Blindnietmutter sich nicht mehr verformt. Anschließend erfolgt eine Kraft-Weg-Auswertung und das Setzergebnis "in Ordnung" (IO) oder "nicht in Ordnung" (NIO) wird ausgegeben.
Prozesssicherheit
Prozessüberwachung
Der erfolgreiche Setzvorgang wird über die Endlage-Abfrage, der Zustellung und dem Enddruck im Hydrauliksystem abgefragt. Die Messung des Enddrucks wird hierbei über den Drucksensor am Hydraulikzylinder realisiert.
Kraft-Weg-Auswertung
Zusätzlich ist eine Prozessauswertung über die Software des Steuerungsmoduls möglich. Hier wird eine Kraft-Weg-Kurve des gesamten Setzprozesses aufgenommen und ausgewertet. Mit der Überwachungsfenster-Funktion wird ein erfolgreicher Setzvorgang als Referenz eingestellt. Sobald ein weiterer Setzvorgang mit den Referenzwerten übereinstimmt, wird dieser als erfolgreich bewertet.
Überdrücken des Setzkopfs
Beim Aufsetzen des Setzkopfs auf das Bauteil wird der Setzkopf etwas überdrückt. Damit wird sichergestellt, dass sich das Verbindungselement in einem optimalen Kontakt mit dem Bauteil befindet, bevor der Setzprozess gestartet wird.
Vorhub vor dem Setzen der Blindnietmutter
Im Gegensatz zum Wettbewerbsprodukten prüft unser System, ob die Blindnietmutter komplett auf dem Zugdorn aufgespindelt ist, bevor der Setzhub aktiviert wird. Der Vorteil: Der Verpressweg ist für die Prozessüberwachung nachvollziehbar. Außerdem wird das Bauteil nicht beschädigt, wenn beim Setzvorgang nicht vollständig aufgespindelt wird.
Komponenten
Wechselsatz (mit Zugdorn) (1)
Schwimmende Aufnahme des Blindnietelements mit einem aktiven, patentierten Toleranzausgleichssystem.
Bestückkopf (2)
Der Bestückkopf versorgt die Hubeinheit mit Verbindungselementen. Er beinhaltet einen Greifer, der das Blindnietelement am Zuführsystem anfordert und anschließend an den Wechselsatz übergibt.
Pneumatikmotor (3)
Der Pneumatikmotor dient zum Auf- und Abspindeln der Verbindungselemente. Ein Manometer dient zur Druckregulierung beim Aufspindeln.
Druckverstärker (4)
Der Druckverstärker baut den zur Verpressung nötigen Hydraulikdruck auf.
Druckregelventil (5)
Das Druckregelventil regelt den benötigten pneumatischen Druck zum Druckverstärker. Hiermit wird am Setzkopf die benötigte Setzkraft erreicht. Außerdem regelt das Ventil den Druck des Zylinders, damit ein Gegendruck bzw. Überdrücken möglich ist.
E / A Module (6)
Die digitalen Module dienen zur Aufnahme der Zylindersensoren und anderer Sensoren und die analogen Module zur Aufnahme der Wegmesssystem-Daten.
Verbindungen
Das Endeffektor Werkzeug wird über eine Adapterplatte am Roboterflansch befestigt. Es enthält bereits einen Teil der Elektrik und Pneumatik. Ein zusätzlicher Pneumatikschaltschrank beinhaltet die restliche Elektrik und Pneumatik, sowie einen hydropneumatischen Druckübersetzter. Der Schaltschrank wird in der Nähe der Setzeinheit aufgestellt und am Boden befestigt. Die Zuführung der Blindnietelemente erfolgt über ein separates Zuführsystem. Die Blindnietelemente werden per Druckluft über einen Schussschlauch in die Setzeinheit transportiert.
Versorgungsanschlüsse
- Steuerung und Spannungsversorgung – Vom Zuführsystem zum Pneumatikschaltschrank
- Steuerung und Spannungsversorgung – Von der übergeordneten Anlage zum Zuführsystem
- Pneumatikversorgung / Druckluft
- Versorgungsleitung - Steuerung, Spannung, Pneumatik und Hydraulik - vom Pneumatikschaltschrank zum Endeffektor
Die Verbindung zwischen dem Pneumatikschaltschrank und der Setzeinheit erfolgt über einen Multifunktionsschlauch. Der Hydraulikschlauch wird separat geführt. Sollte die Anbindung des Systems über einen Roboter verlaufen, ist eine gesonderte Roboterenergiekette notwendig, in welche die Versorgungsleitungen integriert werden. Die Maximallängen der Versorgungsleitungen sollten die Länge von 8 Metern nicht überschreiten.
Technische Daten
Betriebsdruck: 6 bar
Steuerspannung: 24 V / DC
Setzhub max.: 7 mm
Setzkraft max. (Ausführung Standard / Stark): 22 kN / 45 kN
Effektive Leitungslänge Endeffektor zu Druckverstärkereinheit: max. 8 m
Schallemission: ca. 78 dB(A)
Schnittstellenanbindung: Profinet (Standard), Profibus, EtherNet/IP, DeviceNet
Taktzeiten
Referenz - Blindnietmutter M6, Sechskant, Höhe 16 mm, Aluminium; Schussschlauch: 5 m
Zykluszeit (Gesamt-Taktzeit inklusive Roboterpositionierung): 5,12 s
Setzzeit (Gesamtzeit Roboterpositionierung - Roboter darf nicht verfahren): 2,93 s
Beladezeit (Zeit für Roboter zum Verfahren - Differenz aus Zykluszeit und Setzzeit): 2,19 s
Abmessungen (L x B x H)
Endeffektor Werkzeug: ca. 900 x 170 x 350 mm
Pneumatikschaltschrank: ca. 702 x 287 x 1113 mm
Gewicht
Endeffektor Werkzeug: ca. 25 kg
Transportgewicht inkl. Schaltschrank: ca. 100 kg
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