Handlingsystem für 6 Bearbeitungsschritte auf engstem Raum

Details: Veröffentlicht: 09.07.2020; Zuletzt aktualisiert: 25.08.2022; Zugriffe: 6602

In der Sensoren Fertigung müssen die Einzelteile schnell zugeführt werden. Dann werden sie in sechs Arbeitsschritten wie Pressen, Schrauben oder Kleben montiert. IEF-Werner hat für diese Anwendung ein 18-Achs-Positioniersystem entwickelt. Das Handlingsystem führt die Bauteile dem Sensor zu. Im vorgegebenen Maschinenlayout stand nur wenig Bauraum zur Verfügung. Die Wahl fiel daher auf den Direktantrieb. Mit ihm lassen sich mehrere Schlitten platzsparend auf einer Achse verfahren.

„Das geforderte Handlingsystem sollte in einer kundenseitig vorgegebenen Zelle untergebracht sein“, berichtet Andreas Hirt, Vertriebsmitarbeiter im Bereich Linearachsen bei IEF-Werner. Zuerst sahen die Entwickler für jede Station ein eigenständiges X-Y-Z Handling vor.

Handlingroboter zur effizienten Stapler-Anbauteile-Fertigung

„Das ursprüngliche Handling Konzept sah sechs separate 3-Achssysteme auf Basis von Spindelantrieben vor“, erinnert sich Herr Hirt. Doch diese Lösung hätte speziell in der Materialflussrichtung der X-Achse zu groß gebaut. Den Entwicklungsingenieuren kam eine andere Idee: Mit einem Direktantrieb als X-Achse konnten die benötigten sechs Schlitten auf nur einem Achsgrundkörper untergebracht werden. Die Handhabungstechnik wurde so deutlich kompakter. Das Maschinenbau System passte in die vorgegebene Zelle, ohne dass die Handhabung dabei unpräziser wird.

Die X-Achse vom Handlingsystem

Insgesamt erhielt das Positioniersystem 18 Achsen. In der X-Achse wurde eine Lineareinheit der Baureihe Euroline verbaut. Das einbaufertige System enthält einen eisenbehafteten Linearmotor und ein optisches Absolutwertmesssystem. Damit ist eine Referenzierung überflüssig. Die Wiederholgenauigkeit liegt bei ±5 µm, die Geschwindigkeit beträgt bis zu 5 m/s, der Hub der Lineareinheit umfasst 2457 mm.

Aufbau der Y- und Z-Achsen

Für die Y- und die Z-Achsen wurden Spindelachsen der Baureihe Profiline verbaut. „Die spindelgetriebenen Linearschienen mit Kugelumlaufeinheiten eignen sich sehr gut für Anwendungen zum präzisen Handhaben von Kleinteilen“, erläutert Andreas Hirt. Da der Kunde ein Siemens Steuerung einsetzt, hat IEF-Werner auch die Spindelantriebe mit Siemensmotoren ausgestattet.

Effiziente Verpackungsautomation mit Lineartechnik

Die Anbindung vom Linearmotor Euroline wurde an die vorgegebenen Komponenten der Steuerung über entsprechende Anschlussleitungen sichergestellt. IEF-Werner vertreibt nämlich nicht nur Lösungen mit eigenen Motoren, sondern setzt auch Fremdgeräte ein, wenn das gewünscht ist. „Um mit dem System das kundenseitig geforderte Sicherheitslevel zu erreichen, wurde der Linearmotor zudem mit einem speziellen Absolutwertgeber ausgestattet, welcher den Betrieb für sicher begrenzte Geschwindigkeit erlaubt“, sagt Andreas Hirt.

Für eine maximale Flexibilität des Achssystems und die Ausnutzung des vorhandenen Hubs setzten die Entwickler nicht auf Energieketten. „Wir hätten sie seitlich an den Stationen anbringen müssen. Das hätte die Bewegungsfreiheit eingeschränkt und unnötig Platz in Anspruch genommen“, kommentiert Andreas Hirt. Deswegen würden die Kabel zentral nach oben abgeführt.

Gleicher Aufbau der einzelnen Stationen

„Jede Station vom Handlingsystem ist gleich aufgebaut. Das wirkt sich positiv auf den Konstruktionsaufwand für die Handlingsysteme aus“, erläutert Herr Hirt. Je nach Bearbeitungsschritt werden die Bauteile einzeln den Stationen zugeführt und dort zu Baugruppen montiert. An der letzten Station wird ein Deckel aufgeklebt.

Der Verfahrbereich pro Station beträgt 150 x 510 x 80 mm. Die Verfahrzeiten für die verschiedenen Bearbeitungen liegen bei 4 bis 8 s. Die zu bewegende Masse an der Z-Achse beträgt 5 kg. Ein Kamerasystem kontrolliert die Qualität der einzelnen Bearbeitungsschritte. „Mit dem 18-Achs Handlingsystem haben wir sechs Handhabungs Prozesse auf engstem Raum realisiert, welche schnell und präzise ausgeführt werden können“ freut sich Andreas Hirt über das Ergebnis der Automation.