Antriebslösungen

Mehr als nur Zierde

Antriebe in der Kennzeichnungstechnik
Der motorisierte Linearschlitten bringt den Laser an die richtige Stelle. (Foto: Östling)
Die Anlässe für Produktmarkierungen gehen weit über die optische Verschönerung hinaus, etwa die Aufbringung eines Logos oder eines Produktnamens. Gerade durch die Verpflichtung zur Nachverfolgbarkeit (traceability) im Zuge des Produkthaftungsgesetzes ergeben sich vielfältige Möglichkeiten Produkte dauerhaft zu kennzeichnen. Östling Markiersysteme, Solingen, hat passende Verfahren für permanente Produktmarkierungen. Für den richtigen Antrieb sorgen hierbei Komponenten von Oriental Motor.

Werden Produktfehler festgestellt, die zu Rückrufaktionen führen, können die betroffenen Teile anhand ihrer Markierungen eingegrenzt werden, um die Chargen für den Rückruf zu bestimmen. Auch in der laufenden Produktion hilft die Markierung einzelner Teile bei der Identifizierung von Fehlern. Je nach benötigter Kennzeichnung gibt es dafür verschiedene permanente Verfahren. In der Erfindung der elektrolytischen Markierung durch Rolf Östling Ende der 60er Jahre lag der Grundstein für die Entwicklung seines Unternehmens. Bei diesem Verfahren wird eine Schablone nach einer grafischen Vorlage hergestellt und dann auf das zu markierende Teil aus leitfähigem Metall platziert, mit einer Elektrolytlösung übergossen und an Strom angeschlossen. Die Markierung entsteht dadurch, dass Kohlenstoffatome aus dem Material hochgezogen werden. Weil diese Veränderung nicht auf der Oberfläche, sondern darunter stattfindet, stellt die elektrolytische Markierung ein permanentes Verfahren dar. Die Herstellung der Schablone ist relativ aufwändig und das Verfahren daher für einen häufigen Motivwechsel ungeeignet.

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Zur Aufbringung von Seriennummern oder Ähnlichem bietet sich das Laserverfahren an. Die Gestaltung der Motive erfolgt ebenso flexibel am Computer. Auf Metallen brennt der Laser die Markierung in die Oberfläche oder in eine Beschichtung ein. In Kunststoffen, denen ein bestimmtes Additiv beigegeben ist, sorgt der Laser für einen Farbumschlag. Weil er unter der Oberfläche stattfindet, erfährt diese Art der Markierung auf transparenten Teilen im Laborbereich mit häufigen und aggressiven Reinigungsverfahren eine zunehmende Nachfrage.

Das Kennzeichnen per Nadelpräger oder -ritzer ist das Verfahren mit der höchsten Haltbarkeit. Die Markierungen bleiben auch in härtesten Umgebungen erhalten. Im Unterschied zum Gravieren wird kein Material entnommen, sondern verdichtet. Beim Prägeverfahren oszilliert eine Nadel mit Druckluft auf und ab und stößt so die einzelnen Punkte ins Material. Die Diamantspitze des Ritzers wird angesetzt und dann mit Druck verfahren. Seit 1999 entwickelt Östling eine eigene Steuerung für diese Verfahren. Die UMC wird in verschiedenen Typen im Hause produziert. Sie ist Linux-basiert und besonders benutzerfreundlich. Zum weiteren Programm gehören Vision Systeme, die direkt aufgebrachte Markierungen wie Data Matrix Codes auch in schwer zugänglichen Umgebungen zuverlässig auslesen.

Anwendungsbeispiele

Komponenten von Oriental Motor finden in den Präge- und Lasermarkiersystemen als Antriebe von X-, Y- und Z-Achsen oder von Rotationsachsen Verwendung. Beim Einbau von Zubehörteilen kommt es auf die richtige Richtung an. Weil aber bei runden Teilen die richtige Einbaulage nicht immer leicht zu erkennen ist, kann hier eine kleine Lasermarkierung Abhilfe schaffen. Diese auf den ersten Blick einfache Applikation hat aber durchaus knifflige Aspekte. Im speziellen Fall sollten Kolbenringe verschiedener Größen durch den Ringstoß, eine Öffnung im Ring, per Laser markiert werden. Der Laser muss sehr exakt anfahren, um durch die wenige Millimeter große Öffnung zu treffen. Für die verschiedenen Ringdurchmesser sind jeweils andere Ausgangspositionen nötig. Weiterhin war es Vorgabe, die Station in eine Maschine mit sehr beengtem Raum einzubringen. Kompaktes Design, die zuverlässige Verarbeitung unterschiedlicher Bewegungskoordinaten und hochpräzises Positionieren sind die Eigenschaften des neuen, motorisierten Linearschlittens EZS von Oriental Motor. Seine Markteinführung im Herbst 2006 kam für den Einsatz bei der Kolbenringmarkierung genau zum richtigen Zeitpunkt.

Ein weiteres Beispiel ist die Kennzeichnung von Zylinderblöcken. Alpha Step Schrittmotoren liefern den Schub für die Achse, auf der LKW-Zylinderblöcke in eine Lasermarkierstation gefahren werden. Die Zylinder müssen an vier Stellen markiert werden. Das Ganze wiegt etwa 200 Kilogramm. In nur zehn Sekunden erledigt die Anlage das Anfahren der vier Stationen, die Markierungen und das Wieder-Herausfahren. Für diese Aufgaben kommt nur ein Motor in Frage, der sofort zuverlässig stoppt, ohne die Last noch durch eigene Vibrationen zu bewegen. Diese Anforderung spricht für den Einsatz eines Schrittmotors. Darüber hinaus gibt der Alpha Step noch eine ständige Rückmeldung über die Rotorposition ab. Schrittverluste werden vermieden, weil der Antrieb bei Fehlschritten automatisch in den geschlossenen Regelkreis umschaltet. Das sofortige Stoppen kann der Schrittmotor realisieren, während beim Servomotor durch die kontinuierliche Positionsüberwachung eine leichte Verzögerung vom Stopp-Signal bis zum tatsächlichen Stopp eingeplant werden muss. Für den gelungenen Aufbau dieser Markierstation leistete die Auswahl des passenden Motors einen wichtigen Beitrag. PR/gm

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