CO2 Laser von Kuka für flexible Produktion von kunststoffhinterspritzten Textilbauteilen

In der PKW-Herstellung sind mit Kunststoff hinterspritzte Textilbauteile für Innenverkleidungen unverzichtbar. Lasaco wurde mit der Installation von zehn Laser-Kabinen beauftragt, mit der solche Verkleidungsteile präzise und schnell geschnitten werden können. Aufgrund der großen Vielfalt an Formen und Formaten für unterschiedliche Fahrzeugtypen benötigte der Kunde eine flexible Lösung, mit der sich die schweren Laseraufnahmen schnell und ohne großen Aufwand wechseln lassen. Hierfür entwickelte Lasaco ein simples, aber zuverlässiges System zum Tausch der Laserformen innerhalb weniger Minuten. Das jeweilige Ablaufprogramm für den Schneidprozess kann der Kuka Roboter anhand einer Werkzeug-Codierung automatisch auswählen.

Die Reduzierung von Zykluszeiten war ein entscheidender Faktor bei dem Projekt

Hohe Stückzahlen, die möglichst auf Abruf in kürzester Zeit realisiert werden können, gehören zum Selbstverständnis in der Automobilindustrie. Der Zeit- und Qualitätsdruck, der auf den Zulieferern lastet, erfordert eine wirtschaftliche und zugleich zuverlässige technische Lösung. Der Kunde wünschte daher nicht nur eine Automatisierung der Arbeitsabläufe durch den Einsatz eines Kuka CO2 Laser Roboters, sondern auch eine Reduzierung der Zykluszeiten. Dieses Ziel zur Erhöhung der Produktivität konnte Lasaco durch wiederholte Optimierungen von Programmen und Abläufen erreichen. So führte beispielsweise die bloße innenliegende Strahlführung des Kuka Roboters zu einer deutlich höheren Dynamik beim Laserschneiden. Bahngeschwindigkeiten von über 1000 mm pro Sekunde konnten damit realisiert werden.

Kuka CO2 Laser mit 300 bis 400 Watt

Die ursprünglich von Reis Robotics entwickelte Technik wird nach der Übernahme von Kuka von uns weiterhin professionell gewartet und optimiert. Die beim Kuka CO2 Laserschneid-Roboter verbauten Laser werden nach wie vor vom Unternehmen Coherent vertrieben. Diese Lösung hat sich seit vielen Jahren als sehr zuverlässig erwiesen. Die Rofin SCX30 bzw. SCX35 CO2 Laser, die wir auch in diesem Projekt einsetzen und die über eine Leistung von 300 bis 400 Watt verfügen, arbeiten mit dem Kuka Roboter problemlos im 24-Stunden-Betrieb zusammen. Sie weisen eine sehr geringe Anfälligkeit für Störungen auf. Hinzu kommt ein extrem niedriger Aufwand für Wartungen und Reparaturen, was für ein System im Dauereinsatz besonders wichtig ist.

Präzision und Durchhaltefähigkeit beim Laserschneiden

Die Belastung im 24-Stunden Dauerbetrieb ist für Industrieroboter generell sehr hoch. Dementsprechend müssen alle Anlagenkomponenten aufeinander abgestimmt sein. Jedes Projekt ist anders, weil alle Kunden in der Industrie eigene Spezifikationen haben und individuelle Anforderungen an Materialien, Schnittgeschwindigkeit und Präzision stellen. Bei der Herstellung von PKW-Innenverkleidungen ist neben der exakten Passform auch die Materialqualität entscheidend. Weichen die Resultate von den Vorgaben der Autohersteller ab, riskieren Zulieferer hohe Vertragsstrafen und Unmengen an Ausschuss. Daher war es besonders wichtig, bei diesem Projekt alle Vorgaben exakt einzuhalten und die Anlagen immer weiter zu optimieren.

Vollständige Kontrolle durch integriertes Kamerasystem

Der Kuka CO2 Laser Roboter für Laserschneiden verfügt über integrierte Kamerasysteme, mit denen das Bedienpersonal jederzeit den Roboter und die Bauteile im Auge behalten kann. Dies kommt der Produktqualität und Prozesssicherheit zugute, da Störungen sofort identifiziert und beseitigt werden können, bevor lange Ausfallzeiten entstehen.

Flexibilität durch freie Programmierbarkeit der Vorrichtungssteuerung

Wie bereits erwähnt, müssen die Laser Kabinen des Kuka Roboters schnell auf unterschiedliche Fahrzeugtypen angepasst werden können. Diese Anforderung war unserem Kunden besonders wichtig. Um den dadurch erforderlichen Austausch der vielen verschiedenen Laseraufnahmen schnell und reibungslos zu gestalten, wurde eine flexible Programmierbarkeit der gesamten Vorrichtungssteuerung implementiert. Die Einstellungen für die Kuka CO2 Laseraufnahmen lassen sich auf die aktuell verwendeten Pneumatik- und Vakuum-Spannkreise anpassen, indem die zur jeweiligen Laseraufnahme passenden Komponenten über das HMI ausgewählt werden. Dort lassen sich auch jederzeit neue Konfigurationen speichern. Im Ergebnis bedeutet dies einen Wechsel der Laserform in weniger als dreißig Minuten, wobei sie danach bereits vollständig in die Robotersteuerung integriert ist. Die präzise Programmierung der Vorrichtungssteuerung lässt der Kunde ebenfalls durch die Techniker von Lasaco vornehmen.

Highlights des Projekts im Überblick:

  • 300W bis 400W CO2 Laser

  • 2 Stations Betrieb auf Serienfertigung optimiert, da die Laserzeller in die Fertigungslinie integriert ist.

  • Wechseltisch zum Be- und Entladen der Schneidvorrichtungen

  • Kamerasystem in der Kabine zum überwachen des Roboters und anzeige auf Industriemonitor

  • Absaugsystem mit automatischer Kalkzufuhr der Absaugfilter um ein verkleben zu verhindern

  • die Laseraufnahmen sind per Schnellkupplungen (Elektrik, Pneumatik, Vakuum) an die Roboteranlage angebunden.

  • Frei programmierbare Spannkreise und Werkzeug Codierung

Projektgalerie: Sehen Sie sich die Kuka Industrieroboter-Anlage mit CO2 Laser gerne im Detail an