Antriebstechnik

Automatische Handlanger

Zubringetechnik für Werkstücke
Bild 2: Werkstückbereitstellung an einer Werkzeugmaschine (Gildemeister) 1 Werkstück, Rohteil, 2 Magazin-Tischfläche, 3 Schiebeprisma, 4 Transportkette

Automatisches Fertigen integriert unausweichlich auch das selbsttätige Zubringen von Werkstücken, Rohteilen, Halbzeugen, Gussstücken, Normteilen und sonstigen „Produktionszutaten“ in die Wirkzone. Unterschiedliche Objektformen, Mengenanforderungen und Ordnungszustände haben zu einer breiten Palette automatisierter Handhabungseinrichtungen geführt. Bewährte Lösungen werden im Detail verbessert, aktive Elemente werden variiert und konstruktiv neu durchgebildet. Immer häufiger werden auch Roboter und Bilderkennungssysteme einbezogen. Die Vielfalt der Lösungswege besticht den Fertigungsplaner immer wieder und Beispiele liefern stets auch Anregungen für die eigene Arbeit.

Weitergeben durch Schieben

Das ist die einfachste Art, um Objekte von A nach B zu bringen. Hat man mehrere Meter lange U-Träger, wie in Bild 1 gezeigt, dann bietet sich ein Klinkenschieber als Antriebselement an, wenn eine achsparallele Orientierung gewünscht wird. Der Klinkenapparat führt nur kleine Längsbewegungen aus. Die Klinken haken sich nach jedem Rückwärtsschritt von selbst unter das Objekt und schieben die auf Längsschienen ruhenden U-Träger in der Vorwärtsphase weiter. Es arbeiten zwei parallel angeordnete und über die U-Träger-Länge verteilt Klinkenschieber synchron. Die Klinken steuern sich durch Schwerkraftwirkung selbst. Nachteil: Das Schieben auf trockenen Auflageschienen kann zu unangenehmen Geräuschen führen.

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Man kann Werkstücke beziehungsweise Rohteile auch auf einen ebenen Tisch in die Wirkzone schieben, wenn die Teile in Schiebeprismen aufgenommen und von einer im Oval umlaufenden taktenden Kette bis zur Entnahmeposition geschoben werden. Das Bild 2 zeigt eine Lösung für rotationssymmetrisches Arbeitsgut. Das System ist Bestandteil einer Bearbeitungsmaschine und innerhalb eines bestimmten Durchmesserbereiches flexibel verwendbar. Das Beladen ist einfach und die Speicherplätze sind gut überschaubar. Die Höhe der zu transportierenden Teile (des Masseschwerpunktes), der Startimpuls der Kette und das damit zusammenhängende Kippverhalten sind allerdings zu beachten. Bearbeitungsvorgänge sind meistens langzyklischer Art, so dass die Transportgeschwindigkeit klein und ruckfrei gehalten werden kann.

Gruppenweises Auflösen

Werkstücke und Halbfabrikate werden oft in Flächenspeichern gesammelt und durchlaufen in dieser Form den Fertigungsprozess. Damit reduziert man den Umfang an innerbetrieblichen Transportaktionen. Flächenspeicher erfordern aber ein Vereinzeln an der nächsten Arbeitsstation. Das kann durch Abgreifen mit einem Roboter erfolgen, sofern genügend Freiheit für die Greiferfinger vorhanden ist. In der Massenfertigung setzt man aber eher auf spezialisierte Zubringelösungen.

In Bild 3 wird gezeigt, wie man einen Vorrat von achsparallel in enger Nachbarschaft bereitgestellten Objekten in eine Reihenanordnung umwandeln kann. Die Teile werden jeweils als Gruppe mit einer Schiebeplatte auf ein Förderband bewegt. Dieses wird dann auf das Ausgabeniveau angehoben. Nun übernimmt das Abtransportband die Teile. Weil die Bandgeschwindigkeiten unterschiedlich sind, entsteht zwischen den transportierten Teilen ein Abstand x. Das erleichtert die Übernahme in die Prozessstation mit einem Greifer. Auf dem Abtransportband sollte sich ein genügend großer Vorrat an Teilen befinden, damit das Heranholen der nächsten Gruppe nicht zu Stillständen im Zubringeablauf führt. Eine zeitliche Abstimmung ist deshalb unerlässlich.

Etwas anders funktioniert die Lösung nach Bild 4. Die Teile im Durchmesserbereich von 14 bis 65 Millimeter befinden sich hier in einem Hordenwagen mit etagenweise eingebauten Rollstrecken. Der Wagen wird schienengeführt auf eine Plattform geschoben. Beim schrittweisen Absenken der Plattform werden die Teile von der maschinenfesten Abrollstrecke übernommen und können von selbst bis zur Abgreifposition rollen. Dort werden sie vom Robotergreifer abgeholt. Nachteil: Die Absenkplattform benötigt funktionsbedingt für die Installation eine ziemlich tiefe Grube. Das ist wohl nur als Einzwecklösung in der Massenfertigung akzeptabel.

Wenden von Werkstücken

Wenden ist eine Handhabungsfunktion, bei der ein Objekt um 180 Grad gedreht wird. Es kann entweder prozessbedingt erforderlich sein (vor einer Arbeitsstation werden grundsätzlich alle Teile umgedreht) oder es wird wegen einer einheitlichen Orientierung (Ordnen) erforderlich. Für diesen Fall zeigt das Bild 5 eine Lösung. Die Teile werden beispielsweise aus einem manuell nachzufüllenden Stapelbunker entnommen. Da kann es passieren, dass ein Teil mit falscher Orientierung dabei ist. Im Beispiel genügt ein einfacher Tastsensor, um die Orientierung der Teile zu prüfen. Bei Bedarf wird dann ein pneumatischer Schwenk-Linearantrieb aktiviert. Der hebt das Teil aus dem Prisma, dreht es um 180 Grad und legt es wieder im Prisma ab. Diese Wendeeinrichtung braucht man natürlich nur, wenn der Abgriff aus dem Prisma von einer Pick-and-Place Einrichtung ausgeführt wird, die keine Handdrehachse besitzt. Hat man einen Roboter mit geeigneter Beweglichkeit des Endeffektors im Einsatz, dann übernimmt dieser natürlich die Funktion des Wendens. Stefan Hesse

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