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Komponenten für Montageanlage - Der Schlüssel in der Fertigung

Komponenten für MontageanlageDer Schlüssel in der Fertigung

Komponenten für die Hochleistungsmontage. In einer Schließzylinder-Montageanlage sind Linearachsen und Pick-and-Place-Einheiten von Schunk verbaut.

Wilka-Schließzylinder

In kaum einer anderen Branche werden so viele mechanisch unterschiedliche Produktvarianten in so kurzer Zeit produziert wie in der Schließtechnik. Der Schließsystemspezialist Wilka in Velbert nutzt eine hochmoderne Zylinderkernmontageanlage von Aumat, um insgesamt 90 unterschiedliche Miniaturkomponenten bei einer Taktzeit von nur 14 Sekunden derart vielfältig zu kombinieren und in drei Reihen im Kern zu positionieren, dass theoretisch über mehr als eine Million Schließzylindervarianten in Stückzahl eins realisiert werden könnten. Hochdynamische Pick-and-Place-Einheiten und Lineardirektachsen von Schunk übernehmen an entscheidenden Stellen das Teilehandling.

Wilkas Schließanlagen sind komplex, und der Hersteller setzt wegen der Qualität auf eine Produktion in Deutschland. Er investierte in eine Hochleistungsmontageanlage von Aumat, um Liefer- und Wettbewerbsfähigkeit beim Herstellen kundenspezifischer Schließsysteme weiter zu erhöhen, ohne Qualitätseinbußen in Kauf nehmen zu müssen. Innerhalb von nur drei Tagen kann Wilka eine individuell geplante Schließanlage mit 60 Zylindern und 200 Schlüsseln realisieren – günstiger und schneller als je zuvor.

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PPU-E

Viele Kleinteile: Plättchen, Stifte, Kugeln
Von außen lässt sich das komplexe Innenleben eines Wilka-Schließzylinders kaum erahnen. In jedem einzelnen Zylinderkern werden rund 20 nur wenige Millimeter große Plättchen, Stifte und Kugeln in verschiedenen Größen auf unterschiedlichen Positionen derart platziert und kombiniert, dass im Zusammenspiel mit dem Zylindergehäuse und dem passenden Schlüssel eine maximale Sicherheit gegen Manipulationen gewährleistet ist. Die Montageanlage von Aumat wird über eine für Wilka entwickelte Software mit den für jeden einzelnen Zylinderkern erforderlichen Daten versorgt. Alle Informationen zur Auswahl der einzelnen Komponenten, zur Positionierung und zur Abfrage der korrekten Positionen erhält die Anlage aus der zentralen Auftragsplanung. Selbst Anfahrtsmaße und Geschwindigkeiten werden über das Gateway an die Maschine übertragen und können bei Bedarf im ERP-System geändert werden. Für jeden Auftrag wird ein einziger Datenstrang genutzt, aus dem sich die Maschinen den jeweils erforderlichen Datensatz herauspicken. Um bei Maschinenstörungen möglichst flexibel zu bleiben, wurde auf eine starre Verkettung der Maschinen untereinander bewusst verzichtet. Stattdessen stellen Pufferstrecken einen gleichmäßigen Teilefluss sicher.

Linearmotorachse

Lineardirektachsen verfahren feine Stifte hochpräzise
In der Anlage selbst werden die einzelnen Zylinderkerne entsprechend der Auftragsreihenfolge manuell von einem Bediener eingelegt, über einen Barcodeleser dem entsprechenden Auftrag zugeordnet und auf einem Shuttle den einzelnen Montagestationen zugeführt. Dort wird der Zylinderkern anhand eines integrierten Transponders identifiziert, in die Montageposition gedreht und vollautomatisch mit den im System hinterlegten Komponenten befüllt. So werden beispielsweise die in unterschiedlichen Längen benötigten Stifte gemeinsam über einen Vakuumsauger mit Lochplattenschuh aufgenommen, per Lineardirektachsen LDK von Schunk verfahren und mit einer Toleranz von 0,03 Millimeter an jeweils individuell definierten Positionen platziert. Dabei ist entscheidend, dass die Achsen dynamisch, präzise und harmonisch, also ohne ruckartige Bewegungen verfahren. Sonst besteht die Gefahr, dass Stifte verloren gehen. Die serienmäßig mit Absolutwertgeber ausgestatten Schunk-Linearmotorachsen leisten eine Wiederholgenauigkeit von 0,01 Millimeter; mit ihnen entfallen aufwändige Referenzfahrten beim Hochfahren der Anlage sowie nach Not-Stopps. Zudem benötigen die Schunk-Module weder End- noch Referenzsensoren, so dass sich Investitionskosten, Programmieraufwand und Kabel verringern. Die Antriebskraft der Servomotoren wird von spielfreien, präzisen Antriebselementen ohne mechanische Übertragungselemente direkt auf den Schlitten übertragen. Da die Module fast keine Verschleißteile besitzen, sind Störungen nahezu ausgeschlossen. Es werden maximale Beschleunigungen von 40 Meter pro Quadratsekunde und eine Höchstgeschwindigkeit von vier Meter pro Sekunde erreicht – gute Voraussetzungen für kurze Zykluszeiten und eine dauerhaft hohe Prozesssicherheit bei der hochdynamischen Kleinteilemontage.

Schnelle Pick-and- Place-Einheiten PPU-E
Zur Platzierung der rund drei mal drei Millimeter großen Plättchen nutzt Wilka zwei ebenfalls lineardirekt angetriebene Pick-and-Place-Einheiten PPU-E 30 von Schunk. Diese werden über Wendelförderer und Rutschen transportiert und bei einer Taktzeit von 0,8 Sekunden jeweils einzeln mittels einer von Aumat entwickelten Vakuumpipette in einer definierten Tiefe im Zylinderkern platziert. Um Schäden zu verhindern ist die Pipette axial über einen Mikroschalter abgefedert. Die Pick-and-Place-Einheit sorgt für hohe Dynamik und Präzision; sie legt eine Vollbremsung nach nur fünf Millimetern hin. Wie die Kurzhubmodule werden auch die Pick-and-Place-Einheiten über einen verschleißfreien Direktantrieb bewegt. pb

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