Automatisiertes Positionieren

RK-Linearachsen automatisieren Etagenförderer

Zur Modernisierung eines bestehenden Förderkonzepts für eine Kunststoffspritzgießanlage realisierte RK Rose+Krieger gemeinsam mit Lenord, Bauer & Co. vollautomatische Positioniersysteme für einen Etagenförderer.

Etagenförderer von MFP zum Abkühlen der warmen Spritzgießteile aus Kunststoff © MFP

Im Zuge der allgemeinen Prozessautomatisierung sind automatisierte Zustellachsen für industrielle Positioniersysteme sehr gefragt – so auch bei der Firma Maschinen-Förder-Produkte (MFP) aus Finnentrop. Der Hersteller von Förderband- und Anlagentechnik wurde von einem Kunden mit der Modernisierung eines bestehenden Förderkonzepts für eine Kunststoffspritzgießanlage beauftragt. Die produzierten Palettenkufen durchlaufen zum Abkühlen einen Etagenförderer von MFP, der mehr als 30 Kufen gleichzeitig fasst. Warme Spritzgießteile aus Kunststoff neigen zum Verformen. Daher müssen sie während des gesamten Abkühlprozesses präzise in Form gehalten werden, um die gewünschte Endqualität zu gewährleisten. Diese Aufgabe übernehmen exakt positionierte Druckbalken. „Unser Kunde wünschte eine vollautomatische Verstellung der Druckbalken, um Rüstzeiten zu minimieren und zugleich eine 100-prozentige Wiederholbarkeit zu erreichen“, führt MFP Firmengründer Andreas Melchers aus.

Doppelrohr-Achsen und elektromotorische Stellantriebe
Die Positionierung der Druckbalken übernehmen automatisierte Linearachsen, die sich aus Doppelrohr-Achsen von Rose+Krieger und eigens darauf abgestimmte elektromotorischen Stellantrieben von Lenord + Bauer zusammensetzen. Dass Rose+Krieger die Linearachsen liefern sollte, stand für MFP schnell fest. „Da jedoch Stellantriebe nicht zu unserem Portfolio gehören, arbeiten wir auf diesem Gebiet seit einigen Jahren erfolgreich mit Lenord + Bauer zusammen und bieten in Kooperation aufeinander abgestimmte Lösungen für die automatisierte Lineartechnik an“, erklärt Jörg Töhte, Key-Account-Manager bei Rose+Krieger. Insgesamt kommen 18 automatisierte Zustellachsen für die Positionierung der Druckbalken zum Einsatz – sechs auf jeder der drei Etagen des Etagenförderers.

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Da die Achsen bei diesem Einsatz vergleichsweise hohe Biegemomente kompensieren müssen, wählte MFP Doppelrohr-Einheiten vom Typ EPX30. Die robusten, selbsthemmenden Rohrsystem-Lineareinheiten haben eine Gleitführung und eine Trapezgewindespindel (Rechtsgewinde, Außendurchmesser 14 Millimeter, Steigung drei Millimeter). Gelagert ist die Spindel im vorliegenden Anwendungsfall über ein Kugellager. Für Einsätze in Umgebungen mit feinen Stäuben kann sie optional mit einem Gleitlager ausgerüstet werden.

Sie ist mit einem angetriebenen und einem mitlaufenden, zweiten Führungsschlitten ausgestattet, die beide mit einer Aufspannplatte verbunden sind. Der größere Stützabstand zwischen den Schlitten sorgt für die hohe (Biege)Momentenaufnahme der Achse. Gleitbuchsen in den Führungsschlitten verringern das Antriebsmoment an den Führungsrohren und minimieren den Verschleiß am Schlitten.

Die robusten, selbsthemmenden Rohrsystem-Lineareinheiten vom Typ EPX Gleitführung und Trapezgewindespindel nehmen hohe Biegemomente auf © Rose+Krieger

Druckbalkenpositionierung im Etagenförderer
Die Doppelrohr-Einheit ist für die Hand- und Motorverstellung sowie für den Einbau in beliebiger Lage und für Umgebungstemperaturen von null bis plus 60 Grad Celsius geeignet. Diese Eigenschaften und ihre Steigungsgenauigkeit von plus/minus 0,2 Millimeter / 300 Millimeter Hub prädestinieren sie für die präzise Druckbalkenpositionierung im Etagenförderer von MFP.

Jede Achse ist mit einem Stellantrieb vom Typ Powerdrive von Lenord + Bauer automatisiert. Aufgrund der beengten Einbausituation wurden die speziell für solche Einsätze konzipierten Antriebe mit gestuftem Gehäuse verwendet. Die kompakten Kraftpakete bieten bei einer Einbautiefe von 96 Millimeter ein Nennmoment von fünf Newtonmeter. Jeder Stellantrieb ist eine komplette mechatronische Einheit bestehend aus Brushless-DC-Motor, 32-Bit-Mikroprozessor, Endstufe und Getriebe. Die Automatisierung der Linearachsen ist übrigens auch noch nachträglich ohne großen mechanischen Aufwand möglich. Dazu müssen lediglich die Handräder für die manuelle Verstellung demontiert und Stellantriebe für die elektrische Verstellung montiert werden.

Für einen festen Sitz des Antriebs direkt auf dem Spindelende der Linearachse sorgt ein von Lenord + Bauer für die EPX30 entwickeltes Adapterkit. Es enthält neben der kraftschlüssigen Wellenverbindung auch eine Drehmomentstütze, die auftretende Kräfte aufnimmt und das erforderliche Loslager bildet.

Ob Einrohr-, Doppelrohr oder Profil-Achse – mit Stellantrieben von Lenord + Bauer lässt sich eine Vielzahl von Lineareinheiten von Rose+Krieger in automatisierte Zustellachsen verwandeln. © Rose+Krieger/Lenord+Bauer

Datenaustausch mit der Anlagensteuerung
Für die Anbindung der Stellantriebe in die Anlage nutzt er die dezentrale Steuereinheit Powerdrive-Box – ebenfalls von Lenord + Bauer. Sie regelt bis zu fünf Antriebe, versorgt sie mit Spannung und gewährleistet die Kommunikation. Eine steckbare Schnittstelle erleichtert das Einbinden der Box in gängige Industrienetze und sichert den Datenaustausch mit der Anlagensteuerung. In der Maschine ist das Positioniersystem über Profinet mit einer S7-314 von Siemens gekoppelt.

Fertige Softwarebausteine binden das Positioniersystem in die Steuerung ein, in der in einer Rezepturverwaltung die verschiedenen Kufentypen abgelegt sind. Nach dem Auswählen des Rezepts fahren die Stellantriebe automatisch zur entsprechenden Position. „Durch das vollautomatische Umrüsten der Druckbalken erhält unser Kunde perfekt geformte Kufen – und das reproduzierbar und ohne Einstellfehler“, sagt Melchers. as

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