Neue Bearbeitungszelle für das Fräsen mit Roboter Flexibel und universell einsetzbare Bearbeitungszelle Toolcraft präsentiert die Roboterzelle RoboBox ein Talent nach Maß Georgensgmünd (D), 21.01.2014: Bauteilbearbeitungen mit Robotern, statt auf CNC- Werkzeugmaschinen, gewinnen an Bedeutung. Dies hat Gründe: Der Roboter ist hochflexibel und universell auf unterschiedliche Aufgaben abstimmbar - bei geringen, oft akzeptablen Einschränkungen der Präzision. Vor allem ergibt sich so eine sehr preisgünstige Lösung zur industriellen Bearbeitung. Toolcraft stellt als Premiere die RoboBox der Bauraumgröße H1.800xB1.800xT1.800 mm vor. Der besondere Charme dieser Lösung ist die Offline-Programmierung in derselben Programmiersprache, wie bei CNC- Werkzeugmaschinen. Was darf man von einem solchen Allround-Talent nach Maß erwarten? PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 1 von 20
Die neue Bearbeitungszelle RoboBox von Toolcraft stellt ein Novum dar. Sie kombiniert einen 6-Achs-Knickarmroboter von Stäubli in einem geschlossenen Fertigungsmodul mit einer 7,5 kw starken, wassergekühlten Frässpindel. Zur exakten Fixierung der Bauteile dient ein Nutentisch. Optional kann auch ein Nullpunktspannsystem oder ein Rundtisch zum Einsatz kommen. Eine echte All-in-one -Werkzeugmaschine Standardaufgabe der RoboBox ist das Fräsen. Aber auch andere Veredelungen und Nachbearbeitungen sind möglich bei einem Aufgabenwechsel holt sich der Roboter ein anderes Werkzeug aus dem integrierten Werkzeugmagazin. Die RoboBox ist eine universelle Lösung für viele Aufgaben und unterschiedliche Materialien. Beispielsweise in der Nachbearbeitung von Spritzgießprozessen, wie dem Entgraten, im Modellbau, oder in der Holzbearbeitung. Der freie Zugang zum Bauteil, ohne dieses Umsetzen zu müssen, sowie die Erweiterung des Arbeitsbereichs des Roboters, durch den Einsatz von externen Linear- oder Rundachsen, die indexiert oder simultan eingesetzt werden können, zählen zu den neuen Möglichkeiten. Das alles erspart dem Anwender viel Zeit, durch schnellere Durchlaufzeiten bis zum fertigen Bauteil. Flexibel für viele Aufgaben gerüstet Der geschlossene Bearbeitungsraum verfügt über eine manuelle Absaugung von Spänen. Die Absaugung kann auf Wunsch automatisch ausgelegt werden. Für unterschiedliche PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 2 von 20
Bearbeitungsaufgaben stehen als Standardversion acht Werkzeugplätze, aus denen das System die gewünschten Werkzeuge ohne Umspannen automatisch entnehmen kann, zur Verfügung. Der Werkzeugwechsler kann natürlich erweitert werden, wenn es die Aufgabe erfordert. Der Bediener wählt zwischen zwei Modi: a) Das Bauteil wird der Bearbeitung zugeführt (Remote TCP-Anwendungen) oder b) eingespannt durch den Roboter bearbeitet. Ein Hauptmerkmal der RoboBox: Die Offline-Programmierung Der Roboter der RoboBox-Bearbeitungszelle muss nicht konventionell geteached werden. Alle kinematischen Bewegungen werden vor Arbeitsaufnahme mit der Software Robotmaster von Mastercam programmiert. Die gesamten Bewegungen des Roboters werden als Kinematik visuell durch Simulation erfasst und optimiert, um dann vor Arbeitsbeginn auf die Festplatte der Bearbeitungszelle geladen zu werden. Anders als beim Teachen eines konventionellen Roboters ist dazu auch kein Urmodell oder Referenzmodell mehr nötig. Der Roboter findet alle Wege ab dem ersten Teil selbstständig und arbeitet von Losgröße 1 bis Losgröße n die Bauteile ab. Natürlich verfügt die RoboBox über einen Kollisionsschutz zur prozesssicheren Bearbeitung. Der Ansatz ist nicht nur prozesssicher er steigert auch die Verfügbarkeit der Anlage. Die RoboBox ist eine maßgeschneiderte Komplettlösung: Von der Produktidee, über die Konstruktion, den Bau bis zur Endabnahme und QS mit CE-Kennzeichnung. PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 3 von 20
Werkzeugmaschine 2.0 - Hochflexibel im Einsatz Als Bearbeitungszelle bilden Roboter und Bearbeitungsraum eine Einheit, die als Modul einer universellen Werkzeugmaschine in der Fertigung, bei Bedarf einmal hier oder einmal dort, eingesetzt werden kann. Je nach Ausstattung kann die RoboBox klassische Metallbearbeitungen, wie Drehen, Fräsen, Polieren und Schleifen sequenziell übernehmen. Daher kann das Bauteil an Ort und Stelle gefertigt und veredelt werden. Der Roboter übernimmt nicht nur das Be- und Entladen der Werkstücke. Im Rahmen einer durchgängigen Prozesskette werden Vor- und Nacharbeiten am Werkstück vorgenommen in derselben Programmiersprache, wie die der Werkzeugmaschinen. So entstehen Metallbauteile unterschiedlicher Anwendungsgebiete von Motorenteilen, über Funktionselemente bis hin zu Einsätzen im Werkzeugbau. RoboBox - Bearbeitungszelle nach Maß Je nach Bauteilgröße oder Aufgabenspektrum werden die Anlagen bei Toolcraft kundenspezifisch dimensioniert. So können große Karosseriebauteile oder Bauteile, die eine hohe Krafteinwirkung des Roboters erfordern mit größeren Robotern bearbeitet werden, während andere Aufgaben eher einen mittleren oder kleinen Roboter mit seinen enormen Zugangsmöglichkeiten im Raum empfehlen. Die Bauraumgröße ergibt sich dabei aus den spezifischen Aufgabenstellungen des Anwenders. PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 4 von 20
Optionales Interview für die Redaktion: Interview mit Thomas Wieland, Teamleiter Konstruktion bei Toolcraft Redaktion: Ihre Lösung klingt nach einer All-in-one -Lösung. Dabei sind doch CNC- Werkzeugmaschinen bis in den µ-bereich auf Präzision getrimmt. Warum also eine solche Lösung? Thomas Wieland: Werden sehr hohe Erwartungen an die Präzision gestellt, dann ist zweifellos eine moderne CNC-Maschine für eine Spezialaufgabe vorzuziehen. Für eine Vielzahl von Bauteilen trifft das aber nicht zu, sondern es sollen vor allem verschiedene Arbeitsschritte abgearbeitet werden. Hier kommt der Roboter mit seiner hohen Flexibilität im 3D-Raum und beim Einsatz unterschiedlicher Bearbeitungswerkzeuge ins Spiel. Redaktion: Was bedeutet diese Flexibilität für den Anwender? Thomas Wieland: Es verändert die Sichtweise auf Prozess und Bauteilgestaltung. Heute integrieren die Hersteller von Industrierobotern CNC-Programme nach DIN 66025 so in ihre Steuerungen, dass diese Lösung möglich wird. Dadurch wird die RoboBox-Bearbeitungszelle mit Roboter zu einer hochflexiblen, universellen Werkzeugmaschine. Der Clou ist doch: Die Anwendung definiert nun die Anlage nicht die Anlage das Bauteil. PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 5 von 20
Redaktion: Was konkret kann die RoboBox mehr als eine moderne CNC-Werkzeugmaschine? Thomas Wieland: Der Knickarmroboter der RoboBox kommt an Stellen heran, die ohne Umspannen auf einer CNC-Maschine nicht möglich sind. Ist der erste Arbeitsschritt erledigt, nimmt er eine weitere Aufgabe in Angriff. Je nach Aufgabenstellung kann er an verschiedenen Stationen das Bauteil fertig bearbeiten, ohne dass es den Bauraum verlassen muss. Spezielle CNC-Werkzeugmaschinen erfordern eine bestimmte Investition. Schließlich bleibt auch die klassische Frage für den Anwender: Kann ich diese CNC-Maschine immer auslasten? Redaktion: Zu den Kernaufgaben bei Toolcraft zählen hochkomplexe Bauteilfertigungen. Warum stellen Sie nun dem Markt eine Roboterzelle als Komplettlösung vor? Thomas Wieland: Wir stellen eine anwachsende Nachfrage nach Komplettlösungen fest. Der Kunde wünscht eine Einheit von Hardware und Software. Genau dies ist der springende Punkt. Redaktion: Für welche Zielgruppe ist diese Lösung gedacht? Thomas Wieland: Die Anlage ergänzt eine bestehende Fertigung ideal durch ihre Flexibilität. Oder sie ermöglicht eine Start-up -Lösung mit überschaubarem Investment. Das macht die RoboBox für zahlreiche Anwendungen attraktiv. PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 6 von 20
Redaktion: Danke für das Gespräch. Leistungsmerkmale der RoboBox im Überblick flexibel durch großen Bauraum (nach Wunsch dimensionierbar) 6-Achs-Knickarmroboter von Stäubli (Robotergröße und Roboterfabrikat wählbar) hohe Verfügbarkeit durch Offline-Programmierung ohne Teachen und ohne Referenzteil 8 Werkzeugplätze im Standard (erweiterbar) Nutenplatte (optional: Nullpunktspannsysteme oder Rundtisch) 7,5 kw wassergekühlte Frässpindel (individuell austauschbar) externe Achsen einsetzbar manuelle Absaugung (auf Wunsch automatisch) unterschiedliche Materialien können bearbeitet werden Kollisionsschutz für hohe Prozesssicherheit Abdruck freigegeben Beleg erbeten PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 7 von 20
Bildunterschriften BU 0 (Aufmacherbild): Kompakte und modulare Werkzeugmaschine mit integriertem Roboter: RoboBox von Toolcraft BU 1: Kern-Feature: Offline-Programmierung der RoboBox sorgt für Prozesssicherheit und hohe Verfügbarkeit BU 2: Thomas Wieland: Die Bearbeitungszelle mit Roboter wird zu einer hochflexiblen, universellen Werkzeugmaschine. Der Roboter kommt an Stellen heran, die ohne Umspannen auf einer CNC- Maschine nicht möglich sind. BU 3: Für verschiedene Aufgaben bestens gerüstet: Werkzeugmagazin mit 2x4 Plätzen BU 4: Hohe Präzision am Bauteil durch exakte Positionierung sorgt für mehr Flexibilität ohne Umspannen - wahlweise auf Nutenplatte, Rundtisch oder Nullpunktspannsystem BU 5a+b: Der Bediener wählt zwischen zwei Modi: a) Das Bauteil wird der Bearbeitung zugeführt (Remote TCP-Anwendungen) oder b) eingespannt durch den Roboter bearbeitet. Toolcraft auf der Medtec 2014 in Stuttgart: Halle 5; Stand 5B63 PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 8 von 20
Kontakt MBFZ Toolcraft GmbH Handelsstraße 1 D-91166 Georgensgmünd Telefon: +49 9172 / 6956-0 E-Mail: Internet: toolcraft@tollcraft.de www.toolcraft.de Pressekontakt: Tina Hartmann Marketing E-Mail: TinaHartmann@toolcraft.de Tel.: +49 (0) 9172 69 56-172 PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 9 von 20
Über Toolcraft Toolcraft ist Partner und Berater der Forschungs- und Entwicklungsabteilungen aus zahlreichen industriellen Bereichen. Das Spektrum ist ungewöhnlich weit aufgespannt: Als Partner der Entwickler und Konstrukteure aus den Bereichen Halbleiterindustrie, optische und opto-elektronische Industrie, Spezialmaschinenbau, Motorsport und Automotive, Medizintechnik, Luft- und Raumfahrt, Defence und Security, Spielwaren, Konsumgüterindustrie, sowie dem Druckmaschinenbereich fertigt Toolcraft Präzisionsteile, Baugruppen und Werkzeuge. Dabei setzt Toolcraft auf langfristige Geschäftsbeziehungen, um höchst anspruchsvolle Aufgaben unterschiedlicher Verfahrenstechnologien in kürzester Zeit zur vollsten Zufriedenheit der Auftraggeber in Industrie und Hochschulen auszuführen. Zur Unternehmensphilosophie zählt eine intensive Zusammenarbeit mit Kooperationspartnern, wie Unicam Software GmbH, YPTI Indonesia, Concept Laser GmbH oder Solidpro GmbH, um technologisch und wirtschaftlich überzeugende Komplettlösungen anbieten zu können. PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 10 von 20
New machining cell for milling with robot Flexible and universally applicable machining cell toolcraft presents the RoboBox robot cell a talent made to measure Georgensgmünd (DE), 17.01.2014: Component machining with robots instead of CNC machine tools are gaining importance. There are reasons for this: the robot is highly flexible and can be universally adjusted to different tasks with minimal, often acceptable limitations to precision. Above all, this results in a very cost-effective solution for industrial machining. toolcraft is premièring the RoboBox in installation size H1,800xW1,800xD1,800 mm. The special charm of this solution is the offline programming in the same programming language as for CNC machine tools. What can we expect from such a made to measure all-round talent? The new RoboBox machining cell from toolcraft is completely new. It combines a 6-axis articulated arm robot by Stäubli in a closed production module with a 7.5 kw strong, water- PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 11 von 20
cooled milling spindle. A slotted table ensures the precise fixing of the components. A zeropoint clamping system or a round table can also be used. A real all-in-one machine tool Milling is the standard task for the RoboBox. But other finishes and post-processing options are also possible when switching tasks, the robot in the RoboBox fetches another tool from the tool magazine. The RoboBox is a universal solution for many tasks and various materials. In post-processing injection moulding processes, such as deburring, in model construction or woodworking, for example. New possibilities include unrestricted access to the component without having to turn it over, as well as expanding the robot's working area through the use of external linear or rotary axes, which can be used simultaneously or indexed. All this saves the user a lot of time through the fast turnaround times to the finished component. Flexibly prepared for all kinds of tasks The closed machining room is fitted with manual chipping extraction. Extraction can be automated if desired. Eight tool positions are available as standard for different machining tasks, from which the system can automatically take the desired tools without re-clamping. The tool changer can of course be expanded if the task requires it. The operator selects one of two modes: a) the component is supplied to the process (remote TCP applications) or b) clamped and processed by the robot. PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 12 von 20
A key feature of the RoboBox: offline programming The RoboBox machining cell robot does not have to be conventionally taught. All kinematic movements are programmed using the Mastercam Robotmaster software before starting work. All the robot's movements are visually recorded as kinematics through simulation and optimised, and then loaded onto the machining cell's hard disk before work begins. Unlike teaching a conventional robot, no original or reference model is required here. The robot find all paths independently from the first part and processes the components from batch size 1 to batch size N. The RoboBox does of course have anti-collision protection for reliable machining. This approach is not only a reliable process it also increases the system availability. The RoboBox is a customised all-round solution: from the product concept through the design, the construction to the final inspection and QA with CE labelling. Machine Tool 2.0 highly flexible in use As a machining cell, robot and machining room form a unit that can be used wherever needed as a module of a universal machine tool in production. Depending on the equipment, the RoboBox can perform classic metal machining such as turning, milling, polishing and grinding sequentially. This means the component can be made and refined on the spot. The robot does not just perform the loading and unloading of the workpieces. As part of a continuous process chain, upstream and downstream tasks are performed on the workpiece in the same programming language as that of the machine tools. This results in metal components PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 13 von 20
from various areas of application for engine parts, from functional elements to inserts in tool making. RoboBox a machining cell made to measure Depending on the component's size or range of tasks, toolcraft systems are custom-sized. This means large bodywork parts or components requiring high impact from the robot are processed with larger robots whilst other tasks are better suited to a medium-sized or small robot with their enormous access options in the room. The machining room size results from the tasks specified by the user. Optional interview for the editor: Interview with Thomas Wieland, team leader engineering at toolcraft Editor: Your solution sounds like an all in one solution. But CNC machine tools are trimmed to µ-level precision. So why this solution? Thomas Wieland: If very high demands are made on precision, then a modern CNC machine is undoubtedly preferable for a specialist task. But this does not apply to a number of components where it is mainly various machining steps that need to be processed. This is PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 14 von 20
where the robot comes into play with its very high level of flexibility in the 3D space and in the use of different machining tools. Editor: What does this flexibility mean for the user? Thomas Wieland: It changes the way we view processes and component design. Today, manufacturers of industrial robots integrate CNC programs according to DIN 66025 into their controls in such as way as to make this solution possible. This means that the RoboBox machining cell with robot becomes a highly flexible, universal machine tool. But the best bit is: the application now defines the system not the system the component. Editor: What specifically can the RoboBox do better than a modern CNC machine tool? Thomas Wieland: The RoboBox articulated arm robot is used at points that would not be possible without re-clamping on a CNC machine. When the first step is complete, it takes up another task. Depending on the task, it can finish the component at various points without having to leave the construction space. Special CNC machine tools require a certain investment. In the end, the classic question remains for users: can I always utilise this CNC machine? Editor: Highly complex component manufacturing is part of toolcraft's core tasks. Why are you bringing out a robot cell as a complete solution for the market? PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 15 von 20
Thomas Wieland: We have identified a growing demand for complete solutions. The customer wants one unit of hardware and software. This is the crux of the issue. Editor: Which target group is this solution intended for? Thomas Wieland: The system perfectly complements existing production systems with its flexibility, or it enables a start-up solution with a reasonable investment. This makes RoboBox attractive for many applications. Editor: Thank you for talking to us. Table: The RoboBox features flexible thanks to large construction space (can be dimensioned as desired) 6-axis articulated arm robot by Stäubli (robot size and make can be selected) high availability through offline programming without teaching or reference part 8 tool positions as standard (expandable) slotted table (optional: zero-point clamping system or round table) 7.5 kw water-cooled milling spindle (individually replaceable) PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 16 von 20
external axes can be used manual extraction (can be automated) various materials can be machined anti-collision protection for reliable machining Reprint permitted copy requested PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 17 von 20
Captions C 0 (lead picture): Compact and modular machine tool with integrated robot: RoboBox by toolcraft C 1: Key feature: offline programming of RoboBox ensures reliable machining and high availability C 2: Thomas Wieland: The machining cell with robot is a highly flexible, universal machine tool. The robot is used at points that would not be possible without re-clamping on a CNC machine. C 3: Well-prepared for different tasks: tool magazine with 2x4 positions C 4: High precision on the component through exact positioning ensures more flexibility without reclamping either on a slotted table, round table or zero-point clamping system C 5a+b: The operator selects one of two modes: a) the component is supplied to the process (remote TCP applications) or b) clamped and processed by the robot. toolcraft at Medtec 2014 in Stuttgart: Hall 5; Booth 5B63 PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 18 von 20
Contact details MBFZ toolcraft GmbH Handelsstraße 1 D-91166 Georgensgmünd, Germany Tel.: +49 (0) 9172 69 56-0 Email: Internet: toolcraft@toolcraft.de www.toolcraft.de For further information: Tina Hartmann Marketing Email: tinahartmann@toolcraft.de Tel.: +49 (0) 9172 69 56-172 About toolcraft Toolcraft is partner of research and development departments in almost all industrial sectors. The range of services is unusually wide. As an associate of engineers and designers PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 19 von 20
of the semiconductors, optical industry and opto-electronics, special machinery manufacturing, motor sports and automotive, medical technology, aerospace, defence and security, toy and consumer goods industry as well as the printing industry toolcraft manufactures precision parts, assemblies and moulds. Thereby toolcraft values long-term business relationships to solve even the most extraordinary tasks in the shortest possible time, to the complete satisfaction of its clients in the industrial sector and universities. Part of the corporate philosophy is an intensive cooperation with partners, such as unicam Software GmbH, YPTI Indonesia, CONCEPT Laser GmbH, Solidpro GmbH, to offer technologically and economically convincing holistic solutions. PM-Toolcraft-RoboBox-01-2014-DE-EN.doc Seite 20 von 20