Pick&Place-HP-Module

Linear und mit Strom

Pick & Place: Direktantrieb statt Pneumatik. Ein, aus, hin, her – die Montage von Mikroschaltern ist ein bisschen wie das Produkt selbst: ein ständiges Hin- und Herspringen zwischen zwei festen Positionen, eben „Pick & Place“. Die Gründe, warum UBH Mechanical Engineering dafür frei programmierbare, direkt angetriebene Module von Weiss statt der üblichen Pneumatikmodule einsetzt, sind vielfältig.

Montageautomat für elektromechanische Sensoren von UBH Mechanical Engineering mit Komponenten von Weiss: Drei Rundschalttische und elf direkt angetriebene Pick&Place-Einheiten schaffen eine Positioniergenauigkeit von 0,02 Millimetern bei einer Taktzeit von 1,5 Sekunden. (Foto: Weiss)

„Die Energiekosten waren eines der Hauptargumente für Weiss,” erklärt Siegfried Schwarzer, Geschäftsführer der UBH Mechanical Engineering. „Unser Kunde EMS legt bei seinen Anlagen zur Montage von Mikroschaltern großen Wert auf geringen Energieverbrauch.” Der Sondermaschinenbauer UBH fertigt Montage-, Prüf- und Verpackungsanlagen mit integrierten Prozessen für kleine bis mittelgroße Bauteile der Automobil-, Elektrotechnik- und Solarbranche. Obwohl erst seit 2005 am Markt, kann UBH schon einen treuen Kundenstamm vorweisen: Die Anlage für EMS, Hersteller von elektromechanischen Schaltsensoren, ist bereits die vierte ihrer Art. Ein Erfolg, den Schwarzer nicht nur seinem 25-köpfigen Team aus jungen, erfahrenen Mitarbeitern zuschreibt, sondern auch seinen Lieferanten. „Wir können und wollen nicht bei jedem Auftrag neue Lieferanten anfragen,” erklärt Schwarzer sein Konzept, „stattdessen vertrauen wir bei Zukaufteilen lieber auf wenige, aber starke Partner, mit denen wir gemeinsam Lösungen für die aktuellen Herausforderungen erarbeiten.” Weiss gehört schon von Anfang an zu diesen Partnern. „Die Rundschalttische von Weiss sind meiner Meinung nach die Nummer Eins,” lautet Schwarzers einfache Begründung. So stammen natürlich auch bei der aktuellen Mikroschalter-Montageanlage die Rundschalttische aus Buchen – drei in einer Reihe angeordnete, fest taktende TC 320 sind die Basis der Sondermaschine.

Anzeige

Dynamik, freie Programmierbarkeit, Genauigkeit
Die Herausforderung lag diesmal weniger beim Werkstücktransport, sondern beim Zuführen der Bauteile über Pick & Place. „Bisher haben wir zu diesem Zweck Pneumatikmodule eingesetzt,” erklärt Konstruktionsleiter Tobias Döllner, „aber bei den vorgegebenen Taktzeiten von 1,5 Sekunden wäre der zu erwartende Luftverbrauch sehr hoch gewesen.” Das wiederum bedeutet hohe Betriebskosten, denn Druckluft ist nun einmal die teuerste Energieform im Unternehmen. Hier bieten elektrische Antriebe klare Vorteile. Da kam es mehr als gelegen, dass Weiss nicht nur „gerade” kann, sondern auch „mit Strom”. Die HP-70- und HP-140-Pick&Place-Module aus Buchen kombinieren jeweils zwei Linearmotorachsen und nutzen die Vorteile des Direktantriebs – hohe Dynamik, freie Programmierbarkeit und höchste Genauigkeit – voll aus. Beim gerade mal 60 Millimeter schmalen HP 70 sind die zwei Linearmotorachsen parallel übereinander angeordnet und mit einer kinematischen Einheit verbunden. Das Verschieben der Achsen zueinander ermöglicht so einen vertikalen Hub bis 70 Millimeter. Durch die Kombination einer vertikalen mit einer horizontalen Linearachse beim Modell HP 140 vergrößert sich dieser Hub auf mehr als das Doppelte. Gleichzeitig steigt die Nutzlast auf bis zu drei Kilogramm. Mehr als genug „Spielraum” für Tobias Döllner und seine Kollegen zur Konstruktion ihrer Sondermaschine.

UBH Mechanical Engineering-Geschäftsführer Siegfried Schwarzer (re.) und Konstruktionsleiter Tobias Döllner schätzen Präzision und Schnelligkeit der Weiss-Komponenten. (Foto: Weiss)

Rundschalttisch und Aufbauteller von Weiss
Den Startschuss für die Montage der Mikroschalter gibt ein HP 70, der den Anker in die Werkzeughalterung des ersten Rundschalttisches einlegt. Ein weiteres HP 70 setzt dann das von einer Coil ausgestanzte und fertig gebogene Federelement, den sogenannten Flapper, auf, bevor nach einigen Prüf- und Reinigungsschritten ein HP 140 die Baugruppe an den zweiten Rundschalttisch übergibt. Dort wird nach dem Einlegen des Gehäuses der Unterkontakt platziert, was mit äußerster Präzision geschehen muss. „Wir erreichen mit dem HP70 eine Positioniergenauigkeit von 0,02 Millimetern – mit fester Aufnahme und ohne jegliche Indizierung,” schwärmt Döllner. Eine Präzision, die nicht zuletzt der Philosophie der starken Partner zu verdanken ist. Denn die hohe Positioniergenauigkeit des HP 70 mit seinen direkt auf den Achsen sitzenden Messsystemen steht natürlich nur dann zur Verfügung, wenn auch das Gegenstück, also der Rundschalttisch, eine ähnliche Positioniergenauigkeit aufweist und beide Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Von Weiss kommt in diesem Fall nicht nur das HP 70 und ein Rundschalttisch mit erhöhter Positioniergenauigkeit, sondern auch der Aufbauteller – der selbstverständlich zusammen mit dem Rundschalttisch vermessen wurde.

Nach dem Setzen des Unterkontakts werden mit ähnlicher Präzision noch weitere Elemente und die Ankerbaugruppe vom Tisch in das Gehäuse eingelegt. Nach dem Aufsetzen der Deckelbaugruppe wird der Mikroschalter dann mit langem Hub an den dritten Tisch zum Laserschweißen und der Endbearbeitung übergeben. Spätestens bei diesem Hub hätten die HP-Module von Weiss wohl das Rennen gemacht, wäre die Entscheidung gegen die Pneumatik nicht schon viel früher gefallen. Lange Hübe wie hier 380 Millimeter sind für pneumatische Picker zwar kein Problem, doch in Sachen Geschwindigkeit ist bei diesen Distanzen schnell die Luft raus. „Nach unseren Erfahrungen sind Linearmotorachsen etwa ab einem Hub von 80 Millimetern einfach schneller,” weiß Döllner. Dank einer Beschleunigung von 40 Meter pro Quadratsekunde und einer maximalen Geschwindigkeit von vier Meter pro Sekunde schafft das HP 140 den langen Hub in 0,4 Sekunden, ohne die Gesamtanlage auszubremsen.

Besser mit Direktantrieb: Die beiden HP-Pick&Place-Module punkten mit hoher Beschleunigung und sind frei programmierbar. (Foto: Weiss)

Bewegungen mit einer so hohen Dynamik müssen irgendwann einmal abgebremst werden. Wo der Pneumatik nur ein einfach Dämpfer und ein kräftiger Rumms bleibt, kann bei den HPs die Verzögerungsrampe sowie das gesamte Beschleunigungsverhalten frei programmiert und auf sanfte, produkt- und gehörschonende Hübe hin optimiert werden. Eine Tatsache, die UBH entgegenkommt. „Die freie Programmierbarkeit der HP-Pick&Place-Module über die Weiss Application Software ermöglicht eine problemlose Anpassung an neue Produktvarianten – ganz ohne Schrauben, sozusagen auf Knopfdruck,” freut sich Herr Döllner.     pb

Anzeige

Das könnte Sie auch interessieren

Anzeige

Shadowboards

Fehlt hier was?

Die Lean-Manufacturing-Experten von Neolog präsentieren flexible Rohrklemmsysteme der beiden Durchmesser 28 und 28,6 Millimeter. Neben diesen Systemen  bietet das Unternehmen erstmals auch Shadowboards an.

mehr...
Anzeige
Anzeige

Highlight der Woche

Trays oder KLTs direkt vom Bodenroller palettieren

Das Palettiersystem der SAST-Serie von Hirata ist besonders kompakt und benötigt nur eine geringe Standfläche. Es palettiert und depalettiert Trays oder KLTs direkt von handelsüblichen Bodenrollern.

Zum Highlight der Woche...
Anzeige

Highlight der Woche

Läger optimal planen
Die Planung staplerbedienter Palettenläger stellt eine große Herausforderung dar, gilt es doch, den Zielkonflikt aus Lagergröße bzw. Stellplatzanzahl, Umschlagleistung und Investitionsaufwand bestmöglich aufzulösen. Das Kompetenzzentrum Fabrikplanung der Hinterschwepfinger Gruppe unterstützt mittelständische Unternehmen bei der idealen Auslegung von staplerbedienten Lägern und Logistikzentren.

Zum Highlight der Woche...