Fördertechnik

Gut Verpackt

Integriertes Prüfen und Platzieren
Intralogistischer Aufwand lässt sich verringern. Durch eine schlanke Wertschöpfungskette von der Produktion bis zur Verpackung kann sich die Durchlaufzeit verkürzen. Eine integrierte Gesamtanlage realisiert kurze Prozessketten auf kleinem Raum und schafft so einen schlanken Produktionsvorgang.

Die Firma Hirschvogel ist ein Spezialist für Massivumformung und Zerspannung. Bei ihr werden mehrstufige Prozessketten für Warmform-Präzisionsteile durch die direkte Verknüpfung von automatisierter Presse, Prüfung, Handling und Verpackung logistisch „auf kurzem Wege“ umgesetzt. Damit sind die Durchlaufzeiten verkürzt und die notwendige Flexibilität in der Produktion von Automotive-Bauteilen erreicht. In einer integrierten Gesamtanlage mit Roboterzelle und KLT-Verpackung der Firma Dr. Hafner aus Kaufbeuren werden die Teile im vier Sekunden-Takt direkt nach der Presse auf Material-/Oberflächenfehler im automatischen Durchlauf geprüft, vom Roboter entsprechend sortiert und in die Standard-Kreislaufbehälter (KLT 400 mal 300 Millimeter) Raum füllend eingelegt. Da die Bauteile sowohl präzise Endfunktionsflächen als auch vor geformte Weiterbearbeitungsflächen haben, werden an das Handling der Bauteile besondere Anforderungen gestellt. Einerseits muss der Roboter an grob tolerierten Flächen greifen, andererseits muss die schonende Verpackung in den Behälter mit geringem Abstand der Endfunktionsflächen erfolgen. Ein positionsorientiertes Lagemuster mit starren Greifern kann wegen der Behältertoleranzen hier an seine Grenzen stoßen. Zusätzlich sind zur Erhaltung der Prozess-Sicherheit im 24 Stunden Betrieb mit Mehrmaschinenbedienung neben der normalen 100 Prozent Prüfung auch Testteile-Prüfzyklen zur Kalibrierung der Prüfstation integriert, die regelmäßig nach einem vorgegebenen Prüfplan auto­matisch ablaufen.

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Richtig Steuern

Im dezentralen Steuerungskonzept sind die einzelnen Automatik-Stationen mit eigenen Steuerungen über Profibus-DP-Schnittstellen verbunden, so dass die Funktionsbereiche getrennt und im Verbund im Automatik- und Einrichtbetrieb fahren können. Die Master-Steuerung ist die Steuerung der Produktionsmaschine von deren Bedienterminal aus der Arbeiter auf alle Anlagenfunktionen Zugriff hat. Die nachfolgenden Prozesse (Prüfen, Handling, Verpackung, Fördertechnik) sind als Slaves eingebunden und über eine Kopplung von jeder Steuerung aus programmier- und ansteuerbar. Das erleichtert die Überwachung, Wartung, Service und Störungsdiagnose in komplexen Verbundanlagen. So ist auch die Roboterzelle und KLT-Verpackung als Slave in den Verbund integriert. Die Steuerung übernimmt die Kommunikation mit der RC 420–Robotersteuerung im getrennten Steuerschrank. Bei der Übernahme des Bauteiles aus der Prüfanlage erhält sie die Information über das Prüfergebnis und schleust die Schlechtteile über eine Rutsche in einen separaten Behälter.

Die Gutteile werden von einem Scara-Roboter mit einem Dreipunkt-Parallelgreifer an der Prüfstation entnommen. Im Schnittstellen-Handshake werden die entsprechenden Signale ausgetauscht, so dass das Bauteil von einem Drehgreifer der Prüfanlage direkt an den Robotergreifer übergeben und ausgehoben werden kann. Nachdem der Greifer den Kollisions-/Sicherheitsbereich der Prüfanlage verlassen hat, laufen aufgrund der kurzen Taktzeit mehrere Handlingbewegungen in den Anlagenbereichen parallel ab. Die Reichweite des Roboters (Greifradius 850 Millimeter) wird bei der Bewegung zum Behälter ebenso wie der vergrößerte Z-Hub, fast vollständig ausgenutzt, so dass er für die Hin- und Rückbewegung Geschwindigkeiten bis circa sechs m/s erreicht.

Roboter befüllt

Der Greifer taucht in den vorpositionierten KLT bis auf die Bodenberührung ein und reiht das Bauteil seitlich an das vorhergehende in der optimalen Drehlage bei geringem Abstand an. Um die Unebenheiten und Toleranzen des Behälterbodens auszugleichen ist der Spezial-Greifer zusätzlich mit einem vertikalen Auffahrschutz (Einfederung mit Erkennung) ausgestattet. Bei der Anreihung der Bauteile wird die Horizontal-Arrettierung des Greifers aufgehoben, so dass er die empfindlichen Bauteile schonend setzten kann. Die Leerbehälter werden vom Werker auf die Förderstrecke für die Kleinladungsträger aufgelegt und so vier Behälter vorgepuffert. Die verstärkte Ausführung des Systems ermöglicht den direkten Stückguttransport von KLT-Behältern auf der glatten Oberseite des Zahnriemens mit staufähigen Förderlasten von mehr als 100 Kilogramm pro Förderelement.

An der Beschickungsstelle wird der Behälter gestoppt und eine Hub-/Senk-Ausrichtstation bringt ihn auf eine höher gelegene, exakte Position für den Roboter. Hier wird er dann für die Beladung an zwei Innen-Bezugskanten und der Höhe des Bodens ausgerichtet. Nach der Befüllung durch den Roboter senkt sich der Behälter ab und wird für die Entnahme durch den Werker gepuffert und vereinzelt.

Stapeln und Einrichten

Der gefüllte KLT hat ein Gewicht von etwa 15 Kilogramm, so dass ein Arbeiter ihn auf eine Palette stapeln kann. Durch die Nachpufferung von drei KLTs und einem gefüllten Behälter in der Übergabestation ist der Werker nicht an den Anlagentakt gebunden. Er erhält rechtzeitig vor einem Versorgungsengpass ein optisches Signal und eine Benachrichtigung am Bedienterminal.

Bei Bauteiländerungen wird die Einrichtung direkt an der Station durchgeführt. Hier kann der Programmierer auch die Betriebsarten und Roboterprogramme anwählen. Durch den steuerungstechnischen Verbund der Anlage können auch alle Prozess-Varianten und Betriebsarten aufeinander abgestimmt werden und sie lassen sich in frei definierbaren Anlagen- und Bearbeitungszuständen starten oder stoppen. Die gesamte Anlage kann also den intralogistischen Prozess verkürzen und durch die integrierte Prüfanlage den Raumbedarf verringern. Gleichzeitig wird der ein oder andere Lagerarbeiter staunen, da er diese Art der KLT Bestückung so wohl noch nicht gesehen hat. Josef Hafner (ma)

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