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tox11012Anwenderbericht


Zur Produktion unterschiedlicher Bremskolben-Typen für Pkw-Scheibenbremssättel setzt Erdrich Umformtechnik auf eine flexible Montageanlage. Die C-Gestell-Pressen von TOX Pressotechnik mit ihren Electric Drive-Antrieben und Presskraft-Sensorik sorgen dabei für das prozesssichere Verpressen von Druckstücken in Bremskolben.   



tox21012Mit der interdisziplinären Kompetenz für füge- und verbindungs- sowie montagetechnische (Ein-)Presslösungen ist die TOX Pressotechnik GmbH & Co. KG ein  Partner und Zulieferer für den Automotive-Bereich. Ausgehend vom Lieferprogramm an pneumohydraulischen Zylindern der Baureihe "Kraftpaket", über hydraulische oder auch mechatronische Antriebseinheiten wie "Electric Drive", bietet das Unternehmen wahlweise Komponenten für den Sondermaschinenbau oder montagefertige Einpressmodule sowie Komplettlösungen. Das "Rund-Punkt"-Verfahren zum Verbinden/Clinchen von Blechen wird weltweit zigtausendfach eingesetzt und für alle Press-, Einpress- oder Umform-Operationen ist TOX ebenfalls als Spezialist bekannt.

Dieses Leistungsvermögen machte sich auch die Firma ASA Automatisierungs- und Fördersysteme GmbH aus Mainhausen zunutze, als sie von der Erdrich Umformtechnik den Auftrag erhielt, eine robotergestützte Montageanlage zur flexiblen Serienproduktion von Bremskolben für Pkw-Bremssättel zu konzipieren und zu bauen. ASA entwickelt seit über 20 Jahren passgenaue Materialflusslösungen für die Bereiche Transport, Handhabung und Montagetechnik, die auf spezielle und oftmals komplexe Kundenanforderungen zugeschnitten sind. Das Leistungsportfolio reicht von der Entwicklung über die Herstellung bis hin zum After Sales Service. Dabei kann es sich um das Verketten einzelner Maschinen und Anlagen oder auch um komplette Turnkey-Projekte handeln.


Variantenvielfalt mit kurzen Taktzeiten

Die Integration von Fanuc-Robotern und TOX-Pressensystemen führte bei der automatisierten Bremskolbenproduktion zum Erfolg. Dabei stellte die Anlage für Erdrich einige Herausforderungen an die Flexibilität und Kapazität: Auf ihr sollten bis zu 21 Varianten an Vorderachskolben aus drei Kolben-Generationen sowie weitere drei Varianten an Hinterachskolben produziert werden. Dazu wurden Taktzeiten von unter 2 s vorgegeben. Zudem variieren die Chargengrößen von Sachnummer zu Sachnummer, weswegen sehr häufig Umrüstungen vorzunehmen sind. Um dafür nur wenig Stillstandzeit zu verursachen, galt es hinsichtlich Werkstück-Handling wie Presseneinstellung sowohl ein hohes Maß an Flexibilität als auch eine hohe Reproduzierbarkeit der Einpressqualität sicherzustellen. ASA entschied sich für eine High End-Lösung ohne Kompromisse und beauftragte für die Einpressaufgabe TOX mit dem Bau und der Lieferung von drei identischen Pressenstationen.

Die Anzahl von drei Stationen erklärt sich aus der vorgegebenen Taktzeit bzw. dem geforderten Ausstoß und den dafür bereitzustellenden Kapazitäten zur Durchführung der je nach Bremskolbentyp sieben bis 11 Produktions-/Montageoperationen.

Um die notwendige Flexiblität für Auslegung, Anwendung, Nutzung- und Umrüsten sowie die geforderte reproduzierbare Qualität beim Verpressen von Druckstücken in die Bremskolben zu gewährleisten, fiel die Entscheidung auf die elektromechanischen Servo-Antriebsmodule der Baureihe Electric Drive. Diese sind modular konzipiert und werden als einbau- und anschlussfertige Komplettsysteme geliefert. Sie sind mit mechanischen und elektrischen Schnittstellen versehen und können problemlos in Arbeits- und Pressenstationen, Vorrichtungen, Maschinen sowie in Sondermaschinen, Hand-, Maschinen- und Roboterzangen eingebaut werden.


Servo-Antriebsmodule für verschiedene Verpressoperationen

Basierend auf dem modularen Baukasten entstehen dann je nach Kundenanforderungen aus den standardisierten Baugruppen Motor, Planetengetriebe, Spindeleinheit, Arbeitskolben, Resolver, Kraftaufnehmer und Gehäuse die verschiedenen Servo-Antriebsmodule (Electric Power Module) wie für ASA die Ausführung EPMS 055. EPMS steht für die Längsanordnung aller Komponenten für eine schlanke Bauform und 055 steht für 55 kN Nenn-/Presskraft. Die Electric Power Module EPMS 055 haben einen Gesamthub von 300 mm und positionieren, bei Arbeitsgeschwindigkeiten von 0 bis max. 200 mm/s wiederholgenau auf ±0,01 mm. Kombiniert mit jeweils einem intelligenten CNC-Achs-Controller "line-X", ergänzt um die Presskraftsensorik pro Servo-Antriebsmodul sowie die "TOX Software", lassen sich die Servo-Antriebsmodule für die unterschiedlichsten Verpressoperationen programmieren. Dabei können alle relevanten Parameter nicht nur hinterlegt und bedarfsweise abgerufen, sondern bei Änderungen auch individuell angepasst und optimiert werden.


C-Gestell-Tischpressen wie im Werkzeugmaschinenbau

ASA ging aber noch einen Schritt weiter und orderte drei C-Gestell-Tischpressen vom Typ CMB. Die C-Gestell-Tischpressen zeichnen sich aus durch einen stabilen, verwindungssteifen Aufbau sowie eine hochpräzise Stößelführung mittels Linearführung. Diesen Aufbau kennt man aus dem Werkzeugmaschinenbau als Kugelumlaufführung mit Führungswagen und Profilführungsschiene. In die C-Gestell-Tischpressen sind die Servo-Antriebsmodule und der Presskraftsensor eingebaut. Damit erhielt ASA komplette Pressenstationen, die lediglich noch mechanisch, elektrisch und steuerungstechnisch in die Roboterzellen integriert und durch den Pressenstempel sowie die Werkstückaufnahme bzw. Matrize zu ergänzen waren.

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