Handhabungstechnik

Werkobjekte auf Wanderschaft

Selbsttätiges Weitergeben von Einzelstücken
Bild 3: Durchlaufsperre für Rollengänge. 1 Transportgut, 2 Förderwalze, 3 Sperrschild, 4 Führungsgestell, 5 Kugelbuchse, 6 Balgzylinder, 7 Gestell, p Druckluftanschluss

Wenn die Werkzeuge nicht von Objekt zu Objekt wandern, dann müssen es die Arbeitsgegenstände tun. Sie wandern kontinuierlich oder taktweise von A nach B, das bedeutet von Arbeitsplatz zu Arbeitsplatz beziehungsweise von Maschine zu Maschine. Das ist in der Fertigungstechnik typisch. Die Bewegungsbahn für das Weitergeben ist hierbei nicht definiert (siehe auch VDI-Richtlinie 2860). Sie kann unterschiedlich sein. Der Orientierungsgrad (Anzahl rotatorischer Freiheitsgrade in denen die Orientierung festgelegt ist) des Arbeitsgutes bleibt jedoch erhalten. Üblicherweise ist während des Weitergebens keine Bearbeitung vorgesehen. Es geht nur um die bloße Ortsveränderung. Durch die Vielfalt der Arbeitsgegenstände und Prozesse existieren zwangläufig auch viele technische Lösungen. Einige Beispiele sollen das belegen.

Einwirkende Kräfte

Manchmal genügt bereits die Schwerkraft, um Teile vorwärts zu bewegen. Das ist aber immer mit einem technischen Nachteil verbunden: Einem Verlust an Höhe. Äußere Kräfte lässt man direkt auf die Objekte wirken oder indirekt, beispielsweise beim Vorschub von Werkstückträgern auf dem sich das Werkobjekt befindet. Transporteur kann ein Bandfördersystem oder auch ein Rollengang sein. Bei der Lösung nach Bild 1 wird die Rollfähigkeit des Teils ausgenutzt und es wird kontinuierlich ein Drehmoment auf das Objekt übertragen. Das Werkstück stützt sich dabei am großen Durchmesser ab und wird am kleinen Durchmesser angetrieben. Die Richtungsstabilität ist bei dieser Variante wohl eher nur bei kurzen Rollstrecken gesichert. Ein Verlust an Höhe tritt aber nicht ein. An der nachfolgenden Maschine muss man deshalb das Objekt nicht emporheben, wie es bei einer Schwerkraftlösung der Fall wäre.

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Hat man hängefähige Teile mit mittiger Symmetrieebene, so können diese schrittweise auf einfache Weise vorwärts bewegt werden. Ein solcher Schrittförderer mit parallelen Auflageschienen wird in Bild 2 im Prinzip gezeigt. Die Teile werden wiederholt von einer Hubschiene abgehoben und dann wieder abgesetzt. Dabei kommt es zu einer kleinen Positionsverlagerung in Zuführrichtung. Da kein Zwang ausgeübt wird, ist der Förderer überlastungssicher und einfach im Aufbau ist er außerdem.

Rollreibung ausnutzen

Rollengänge gibt es in verschiedenen Ausführungen und sie werden meist für das Weitergeben schwererer Werkstücke eingesetzt. Aus fertigungstechnischen und logistischen Gründen müssen die Objekte aber oft einen Zwischenhalt einlegen. Man muss dann Staurollenförderer einsetzen. Sie verhindern eine Addition des Staudrucks gegen eine Sperre, der von nachrückenden Objekten aufgebaut wird (siehe auch Hesse: Grundlagen der Handhabungstechnik, Hanser Verlag). Man muss die Friktionskräfte abkoppeln oder ein Teilstück des Förderers vorübergehend stillsetzen. Für das Anhalten hat man unterschiedliche technische Stopper-Lösungen. Das Bild 3 zeigt eine in den Förderer integrierte Sperre. Dürfen die Objekte vorübergehend nicht weiter laufen, dann fährt der Sperrschieber aus. Mit der Aktivierung des Balgzylinders wird gleichzeitig der Rollengang oder das betroffene letzte Teilstück der Förderstrecke abgeschaltet. Das Sperrschild wird in einem Führungsgestell beweglich gehalten und kann die außermittig auftretenden Kräfte gut aufnehmen. Bei Bedarf wird die Sperre pneumatisch ausgefahren. Der Rückhub wird durch die Gewichtskraft des beweglichen Oberteils zusätzlich unterstützt.

In Bild 4 wird der Blick auf einen Förderwalzenantrieb gerichtet. Die angetriebenen Walzen werden fortlaufend über kurze Kettenstränge in Drehung versetzt. Der Rollengang ist jedoch für einen Stop-and-Go-Betrieb ausgelegt, denn das Drehmoment lässt sich vom Kettenrad auf die Förderwalze über eine integrierte pneumatische Reibungskupplung abkoppeln. Die Verbindung wird durch Federkraft hergestellt und mit Druckluft wieder gelöst. Wird auf dem Transportweg ein Stopper aktiviert, um das Transportgut anzuhalten, kann gleichzeitig der Walzenantrieb über ein Wegeventil abgekoppelt werden. An Handmontageplätzen lässt sich die Stillsetzung des Rollenganges auch mit einem Fußschalter manuell erledigen. Pneumatische Reibungskupplungen halten übrigens länger als elektrische Kupplungen.

Deckenfahrt spart Platz

Alles was im arbeitsfreien Raum über den Arbeitsplätzen abläuft ist von Vorteil, weil teure Produktionsgrundfläche eingespart wird. Eine im Prinzip nicht neue aber trotzdem interessante Lösung kann eine Scherenhubachse an einer Deckenlaufschiene sein. Das wird in Bild 5 skizziert. Die Last wird mit einem von Hand zu positionierenden Greifer (oder einem anderen Lastaufnahmemittel) aufgenommen. Dann wird das Ziel vorgegeben. Die Last wird gehoben und zur neuen Zielposition gebracht. Entweder schiebt der Werker die gesamte Hubeinheit manuell am Laufwerk bis zum Ziel vorwärts (das wäre dann ein manuell geführter Manipulator) oder es ist bereits eine teilautomatisierte Variante, das heißt, das Deckenfahrwerk ist mit einem schaltbaren Antrieb ausgestattet. Beispielausführung: Tragkraft bis 40 Kilogramm (Greifer plus Greifobjekt), Geschwindigkeit längs einer Deckenlaufschiene 1.500 Millimeter je Sekunde, Hub je Glied 200 Millimeter. Die Scherenlänge (Anzahl der Scherengelenke) kann vom Hersteller den Erfordernissen des Anwenders angepasst werden. Stefan Hesse

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