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Artikel und Hintergründe zum Thema

Handlingmodule

Geschickt kombiniert

Systemintegratoren automatisieren Teile-Handling
Komplette, anschlussfertige Einheit: Die Afag-Zuführstation für zwei Stift-Typen.
Modulare Handlingsysteme heben bei der Produktion mechanischer Präzisionsteile schlummernde Reserven. Beispiel: Eine hochflexible Fünf-Stationen-Bearbeitungsanlage von PB-Automation, bestückt mit Modulen von Afag, brachte eine Verdopplung des Ausstoßes bei gleichbleibend reproduzierbarer und höchster Teilequalität.

Wenn zwei Automations-Freaks sich im Angestellten-Dasein nicht mehr richtig entfalten können, nehmen sie allen Mut zusammen, verlassen eingefahrene Gleise und gründen ein eigenes Unternehmen. So haben es Daniele Petrolo und Matthias Bucher gemacht, die hinter der schweizerischen PB-Automation stehen. Sie starteten 2010 als Spezialisten-Team für die Produktions- und Montage-Automation und konnten sich binnen kurzer Zeit zu gefragten Technologie-Partnern entwickeln. Äußerst nützlich sind ihre Erfahrungen im Bereich Sondermaschinen- und Gerätebau für die Uhren- und Präzisionsteileindustrie sowie Kenntnisse in Detail- und Systemprozessen. Petrolo und Bucher erhielten die Anfrage eines Präzisionsteile-Zulieferers für die Automatisierung der Finish-Bearbeitung von Hydraulikteilen. Der Kunde wollte den Bearbeitungsprozess, der bisher auf zwei Handarbeitsplätzen manuell durchgeführt wurde, sowohl aus Qualitäts- als auch aus Produktivitäts-Gründen auf eine neue Basis stellen. Die beiden Automationsexperten nahmen sich dieses Problems an und präsentierten einen Lösungsvorschlag, der dem Kunden offenbar gefiel – nicht zuletzt deshalb, weil das Ergebnis auf einem klaren Linearsystem-Konzept mit insgesamt fünf Bearbeitungsstationen beruht; durch die Verwendung standardisierter Handling- und Zuführtechnik-Komponenten sollten Funktionsrisiken von vornherein ausgeschlossen werden.

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Petrolo und Bucher befassen sich nicht mit der mechanischen Fertigung der Systembauteile und -baugruppen, sondern mit Entwicklung und Konstruktion der Komponenten, ihrer Beschaffung und deren Integration samt Implementierung der Antriebs- und Steuerungstechnik inklusive Software. Dazu erläutert Daniele Petrolo: „Wir wollen unser Prozess-Know-how und unsere Integrations-Kompetenz für Problemlösungen einbringen und nicht das Rad zum x-ten Mal erfinden, wenn es am Markt geeignete Komponenten gibt. Wir wollen auch keine mechanische Fertigung aufbauen und in maschinelle sowie personelle Kapazitäten investieren. Folgerichtig setzen wir auf sehr leistungsfähige Lieferanten und im Fall von Handling-Modulen und Teilezuführung deshalb vom Start weg auf den Handling-Spezialisten Afag.“

PB-Automation baute die Fünf-Stationen-Bearbeitungsanlage mit elektrischen und pneumatischen Linearachsen und Handlingmodulen größtenteils aus dem modularen Afag-Baukasten auf. Das unter anderem auf einer Kapazitäts-Berechnung basierende Konzept sah vor, in Linie fünf Stationen aufzubauen, die alle unabhängig arbeiten, von einem Handlingsystem in Portalbauweise sukzessive beschickt und nach dem Bearbeitungsvorgang wieder entladen werden. Die Zuführung der zu bearbeitenden wie der fertigen Hydraulikteile erfolgt aus und in bereitstehende Werkstück-Paletten. Außerdem müssen die Bearbeitungsstationen immer wieder mit je einem neuen Stift versorgt werden, weil es diesen nach ein beziehungsweise zwei Arbeitsvorgängen als „verlorenes“ Werkzeug in einen Abfallbehälter zu entsorgen gilt. Dafür wurde ein weiteres Portal-Handlingsystem vorgesehen, ausgelegt zum Handhaben von zwei Stift-Typen und deshalb mit einem entsprechenden flexiblen Greifmodul versehen.
Da die Fünf-Stationen-Anlage für die Bearbeitung verschiedener Hydraulikteile (Durchmesser acht bis 16 Millimeter sowie bis 25 Millimeter Länge) multifunktional auszulegen war, entschied sich Matthias Bucher zur Verwendung elektrischer Portalachsen und elektrischer Handlingmodule dort, wo flexible Bewegungen gefordert werden. Um die Anlage für die aktuellen und eventuell künftig andere Teile anwendungs-, einsatz- sowie umrüstflexibel zu gestalten, fiel die Wahl auf eine Ausrüstungs-Kombination mit elektrischen sowie in Einzelfällen auch pneumatischen Handling-Modulen. Die hohe mechanische Präzision und die garantierte Kompatibilität der Afag-Module waren hier im Vorteil. Die robuste und präzise Mechanik sowie die Antriebstechnik der elektrischen Module erleichterten auch den Aufbau der Bearbeitungsstationen von der Werkstückaufnahme-Seite her. Denn die reproduzierbare Positionierung der Werkstücke und deren Aufnahme hat entscheidenden Einfluss auf die Bearbeitungsqualität und die Einhaltung der Längentoleranz der Hydraulikteile.

Petrolo und Bucher haben die elektrischen Portalachsen und Handling-Module mit den pneumatischen Handling-Modulen geschickt kombiniert: An elektrischen Modulen wurden fünf Spindelausleger SA3-50, fünf Rotationsmodule RME-080, fünf Greifmodule GMQ 12/PS, eine Portalachse PEZ-80-800, eine Portalachse PEZ-65-1600, eine Portalachse PEZ-65-1200 und ein Spindelausleger SA6-100 installiert. Bei den damit kombinierten Pneumatik-Modulen handelt es sich um insgesamt zwölf Compact-Schlitten der Baureihe CS, um sieben kompakte Rotationsmodule der Baureihe CR sowie um zwei Universalgreifer UG 16. Für den Aufbau der Portal- und Handlingmodule wurde das Afag-Standard-Säulenprogramm DM 45 samt Verbindungselemente-Zubehör verwendet. Zur Ansteuerung der 14 elektrischen Handlingmodule sind Komplettsteuerungen SE-Power im Einsatz, die sich über definierte (Bus)Schnittstellen – in diesem Fall Profibus – in übergeordnete Steuerungssysteme integrieren lassen. pb

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