Handhabungstechnik

Ordnungshüter Magazin

Einige Aspekte zur Speicherung von Stückgut

„Ordnung führt zu allen Tugenden. Was aber führt zur Ordnung?“ Das hinterfragte ein gewisser Georg Christoph Lichtenberg (1742–1799), Schriftsteller, geistreich-ironischer Kunstkritiker, Physiker und hervorragender Vertreter der Aufklärung. Natürlich hat er vor Jahrhunderten noch nichts von Magazinzuführungen geahnt, mit denen wir heute an unseren Automaten und in Roboterarbeitszellen die Werkstückbereitstellung verwirklichen. Magazine sind Komponenten der Handhabungstechnik, die uns die erforderliche Ordnung sichern und eine Maschine für eine begrenzte Zeit autonom machen. Auch Verkettungseinrichtungen können übrigens Magazinwirkung haben, wenn die Teile darin zueinander aufschließen können.

Gestaltungsaspekte für Magazine

Magazine sind das Bindeglied zwischen Vorräten von ungeordneten Teilen in einem Bunker und dem Zuteiler (Vereinzeler) sowie Eingeber. Deshalb müssen bei einer Bewertung immer die vor- und nachgelagerten Funktionen mit ins Kalkül gezogen werden. Für die Wahl eines Magazintyps können die Randbedingungen ganz entscheidend sein. Eine allgemeine Darstellung des geordneten Speicherns wird in Bild 1 als Teil des Werkstückflusses vorgestellt. Welche Aspekte spielen bei der Planung und Entwicklung eine wichtige Rolle? Das sind:

•Ein- und Umstellbarkeit, um eine möglichst breite Verwendung zu sichern

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•Große Speichermengen, um eine lange bedienfreie Zeit zu erreichen

•Störungssicherheit und leichte Entstörbarkeit (Zugangsöffnungen vorsehen)

•Sicherheit gegen Beladung mit Falschteilen (Prüfhilfen verwenden)

•Verschleißarmut und Wartungsfreiheit (gehärtete Laufflächen)

•Immunität gegenüber Werkstücktoleranzen und Schmutzablagerungen

•Teileorientierung im Magazin bereits in Verwendungslage

•Einfacher Aufbau und günstiges Kosten-Nutzen-Verhältnis

•Vermeidung elektrostatischer Aufladungen (bei kleinen Kunststoffteilen)

•Überwachung des Magazininhaltes (Füllstandssensorik)

Für alle Aspekte lassen sich mehr oder weniger zweckmäßige Lösungen finden. Weil die Anforderungen an die Werkstückzuführtechnik praktisch niemals identisch sind, muss man natürlich Beispiellösungen immer wieder neu durchdenken und im Detail anpassen. So sind zum Beispiel nicht alle Objekte für ein Schachtmagazin geeignet, wie biegeschlaffe Teile oder solche mit hochempfindlichen Oberflächen. Dafür sind Werkstückspeicher mit Einzelplatzablage zu konzipieren.

Einstellbare Magazine

Bei einfachen Schachtmagazinen wird man die Magazinwände oder Magazinstangen so befestigen, dass sie nach der Werkstückkontur gesetzt werden können. Das Bild 2 zeigt dazu zwei konstruktive Möglichkeiten auf. Das Verstellen kann freizügig in der Fläche erfolgen oder die Magazinelemente sind miteinander gekoppelt und bewegen sich zum Beispiel bei rotationssymmetrischen Teilen zentrisch auf Magazinplatzmitte.

Man wird eine große Verstellbarkeit natürlich nur vorsehen, wenn das Werkstücksortiment innerhalb einer Werkstückfamilie variabel ist. Verstellen der Magazinaufnahmen bedeutet oft auch, Einstellmöglichkeiten am Zuteiler zu schaffen. Dazu zeigt das Bild 3 ein Beispiel. Die Vorrichtung lässt sich auf verschiedene Werkstücklängen stabförmiger Teile einstellen, mehr nicht. Wird mehr Flexibilität gewünscht, wäre zu überlegen, ob man nicht ganze Baugruppen auswechselt, die dann mit einheitlichen mechanischen Schnittstellen und Schnellverbindungen auszustatten sind.

Besonders die aus der Vorfertigung kommenden und zu magazinierenden Teile sind oft noch mit prozessbedingten Unregelmäßigkeiten behaftet, wie Sägegrat oder Abstechbutzen nach einer Drehbearbeitung. Es können aber auch abstehende Fasern bei Holzteilen, Gratkanten bei Blechzuschnitten, dünne Häute bei Gummiformstücken und Kantenaufwölbungen bei Keramikteilen sein. Damit die Teile reibungslos im Magazin nachlaufen, muss eventuell berücksichtigt werden, ob man bei engtolerierten Magazinen Freisparungen an den Schacht­elementen vornehmen muss. Das soll Bild 4 deutlich machen.

Erhöhung der Speichermenge

Natürlich soll ein Magazin möglichst große Mengen speichern. Wird das Nachfüllen von Hand erledigt, ist die Bauhöhe wegen der Erreichbarkeit der Einfüllöffnung begrenzt. Dann kann man auf Parallelanordnungen von Magazinen ausweichen. Das kann eine Reihung von Schachtmagazinen sein (Reihenmagazin), die sich gemeinsam verschieben lassen, so dass jedes Einzelmagazin zum Zuteiler gebracht wird. Es kann aber auch eine rundtaktende Magazineinheit sein, wie sie in Bild 5 zu sehen ist. Der Magazininhalt muss sensorisch überwacht werden, damit bei leerem Magazin zum nächsten Magazin weitergeschaltet wird. Für die Rundtaktung wird ein Antrieb gebraucht, der natürlich den technischen Aufwand erhöht. Dafür liegt die Bedienhöhe H für das Einfüllen im vertretbaren Bereich. Manuelles Nachfüllen von Magazinen ist übrigens nicht unbedingt ein Nachteil, wenn der Bediener dabei gleichzeitig eine letzte Sichtkontrolle der Werkstücke vornimmt.

Für kurzzyklische Prozesse wird man diese Lösung eher nicht verwenden, sondern die Teile aus der ungeordneten Menge zuführen. Das bedeutet: Bunker Füllen – Ordnen – Magazinieren – Zuteilen – Eingeben. Das Magazin hat hier die Funktion eines Durchlaufspeichers, der Unregelmäßigkeiten beim Ordnen kurzzeitig auszugleichen hat. Auch dafür gibt es erprobte Systeme. Spezialisierte Automatisierer packen das selbst bei komplizierten Werkstückformen mit geeigneten Bunkerzuführeinrichtungen. Am Ende geht es aber auch hier nicht ohne die gepriesene „tugendsame“ Ordnung.Stefan Hesse

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