Handhabungstechnik

Gemeinsam bewegt – Einzeln zugeführt

Vereinzeln als Handhabungsfunktion
Bild 2: Zuteilen von Rundteilen mit umlaufenden Zahnriemen. 1 Werkstück, 2 Zahnriemen, 3 Auflage, 4 Rollbahnmagazin.

In Bearbeitung, Montage, Funktionstest und Verpackung möchte man die Objekte meistens als einzelne Exemplare haben. Es gibt nur wenige Chargenprozesse, bei denen ganze Gruppen von ungeordneten Teilen gemeinsam behandelt werden, zum Beispiel bei Warmbehandlungsprozessen. Einzelstücke müssen deshalb oft von einer zulaufenden Werkstückreihe abgeteilt werden. Aus der Aneinanderreihung der Teilfunktionen Abteilen und Weitergeben ergibt sich die Funktion Zuteilen. Das ist gemäß Definition nach der VDI Richtlinie 2860 das Bilden von Teilmengen definierter Größe oder Anzahl und das Bewegen dieser Teilmengen zu definierten Zielorten. Wird nur ein einziges Objekt bereit gestellt, spricht man auch vom Vereinzeln. Dafür gibt es verschiedene technische Mittel, vom einfachen Schieberzuteiler bis zu pulsierenden Luftschläuchen. Die Funktionsweise typischer Ausführungen lässt sich am besten an einigen Beispielen zeigen.

Vereinzeln im Durchlauf

In der Massenfertigung stößt man aus Gründen hoher Leistung öfters auf taktungebundene Produktionsanlagen. Die Produkte sind ständig in Bewegung. Der Vorgang des Aufsetzens von Verschlusskappen an Füllstationen gehört mit dazu. Wie man in Bild 1 sehen kann, wird die Kappe während des Durchlaufs aus dem Magazin gerissen und sitzt dann auf dem Flaschenkopf. Später folgt das Rundum-Anrollen der Blechkappe mit mehreren rotierenden Scheiben gegen das ins Glas gepresste Schraubgewinde. Damit ist die Kappe „aufgeschraubt“. Geschwindigkeit v und Abstand s sind im Zulauf der Flaschen so abzustimmen, dass die Kappen genügend Zeit haben, um im Magazin von selbst nachzugleiten. Von Vorteil ist, dass man keine im Takt der Anlage gesteuerte Schiebertechnik für das Abteilen und Aufsetzen benötigt.

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Bei der Einrichtung nach Bild 2 übernimmt ein Zahnriemen das Abteilen von Werkstücken, die vom Prozess in ein Rollbahnmagazin eingelaufen sind. Die Übernahme der Teile erfolgt im Krümmungsbereich bei der Riemenumlenkung. Jedes Werkstück hat einen eigenen Speicherplatz auf dem Riemen. Auf der geraden Strecke wird das Werkstück durch die angegossenen Nocken gehalten beziehungsweise leicht geklemmt. Das Ausgeben kann dann an der nächsten Riemenumlenkung erfolgen oder das Teil wird im Takt der Anlage von einer prozessgebundenen Handhabungseinrichtung gegriffen.

In Bild 3 wird die Bereitstellung von Kleinverpackungen gezeigt. Sie werden von einem Förderband gebracht und müssen zeitlich exakt unmittelbar vor der Füllstation freigegeben werden. Dazu lässt man, von einem Sensor ausgelöst, einen Rückhaltefinger in die Schachtel eintauchen. Wird dann die Verpackung von der zu beschickenden Maschine abgerufen, dann bewegt ein pneumatischer Schwenkantrieb den Rückhaltefinger nach oben und gibt das Objekt frei. Der Finger kann dann sofort in eine nachfolgende Schachtel wieder eintauchen.

Schleusenprinzip

Schieberzuteiler, die häufig einen pneumatischen Antrieb haben, sind einfach aufgebaut und handelsüblich. Zwei im Wechsel betriebene Finger bilden eine Schleuse. Rückhalter und Freigeber trennen je Zyklus ein Werkstück vom Magazininhalt ab.

Etwas anders ist der Zuteiler für Linsenkopfschrauben nach Bild 4 aufgebaut. Als Rückhaltesperre und Freigeber dienen hier Kugeln, die den Durchlauf stoppen oder freigeben. Ein Rundschieber, der von einem Kurzhubzylinder angetrieben werden kann, ist das steuernde Element. Das Rückstellen der Kugeln geschieht durch die Gewichtskräfte der Schraube.

Natürlich gibt es auch Schraubenvereinzeler, die als komplettes Gerät ausgeführt sind. In diesem Fall ist die ungeordnete Speicherung von Schrauben und das nachfolgende geordnete Bereitstellen oder Verteilen an eine oder mehrere Schraubstellen enthalten. Man kann mit Leistungen von etwa 40 Schrauben je Minute der Größe bis M5 rechnen.

Spulenkörper vereinzeln

Das kann nötig werden, wenn beispielsweise Leerspulen einem Prozess zugeführt werden müssen. Die Spulen befinden sich in einem Schachtmagazin und sollen vereinzelt werden. Wie das Bild 5 zeigt, wurde dafür ein muldenartiges Schwenksegment vorgesehen, welches von einer Nockenstange in Gang gesetzt wird. Gleichzeitig hat das Segment noch Formelemente, die als Rückhaltesperre wirken. Ein solcher Vereinzeler ist natürlich wie viele andere auch, auf ein bestimmtes Objekt zugeschnitten. Die Umstellmöglichkeiten sind in der Regel nur gering.

Vereinzeln durch Greifen

Der Griff ins Haufwerk ist durchaus auch eine Methode, um Teile zu vereinzeln. Das entspricht dem Griff des Menschen in die Kiste. Bei recht einfachen Werkstücken gelingt das automatisch mit einem Zufallsgriff in die ungeordnete Menge, mit Wiederholungsoption, wenn es ein Fehlgriff geworden sein sollte. Das Geschäft wird natürlich viel sicherer, wenn der Griff nach einer Sensoranweisung (Kamerabild) gezielt ausgeführt wird. Die technischen Möglichkeiten verbessern sich da ständig, weil man inzwischen gelernt hat, Tiefendaten zu gewinnen und sich überlappende Teile durch geeignete Algorithmen auseinander zu halten. Die Handhabungseinrichtung muss überdies ziemlich handgelenkbeweglich sein, also mehrere steuerbare Handgelenkachsen haben. he

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