Montagetechnik

Bei Verwirrung: umsteigen!

Automatische Feder-Montage auf zwei parallelen Linien
Beim Merten-Schalterprogramm zur Unterputzmontage dient ein Zwischenrahmen als Schnittstelle zwischen der Schalter-Baugruppe und den Bedien- und Dekorelementen. Die Verbindung wird über W-förmig ausgebildete Drahtfedern hergestellt, die unmittelbar nach dem Spritzgießen automatisch im Rahmen montiert werden.
Ein Konzept der zweigleisigen Anlagenauslegung hat sich bei der unberechenbaren Handhabung von Biegeteilen aus verformungssensiblem Draht bewährt.

Das Schalterprogramm zur Unterputzmontage des nordrhein-westfälischen Unternehmens Merten ist modular aufgebaut. Schalter in unterschiedlichen Ausführungsversionen können in großer Vielfalt mit unterschiedlichen Betätigungselementen kombiniert werden. Als Schnittstelle zwischen den beiden Baugruppen dient ein universeller Halterahmen, der über W-förmige Federelemente eine feste, aber werkzeuglos trennbare Verbindung herstellt. Die aus Federstahl gefertigten Drahtelemente werden bei Merten automatisch an der Spritzgießmaschine in den Rahmen eingesetzt. Da die Federn als Schüttgut angeliefert werden, das automatisch entwirrt und vereinzelt werden muss, kam nur ein entsprechend erfahrener Automatisierungspartner in Frage: Die Aufgabe hat Hahn Automation aus Rheinböllen gelöst.

In der Produktion bei Merten werden mit hohem Automationsgrad Einzelteile geprüft, bearbeitet, palettiert oder zu Baugruppen verarbeitet. Produktionszelle reiht sich an Produktionszelle, 25 Stück insgesamt, bei einer Gesamtanzahl von 40 Spritzgießmaschinen. Alle sind gleich konzipiert – mit dem Entnahmeroboter über der Schließeinheit entlang der Maschinen-Längsachse. Entsprechend ragt die Z-Achse über das Maschinenende hinweg, wo sich jeweils eine Bearbeitungsinsel befindet. Alle Roboter haben eine Traglast von fünf Kilogramm, eine Z-Achse mit 4.500 Millimeter Länge, zusätzlich zur X- und Y-Achse über eine Servo-B-Achse, eine pneumatisch angetriebene C-Achse und eine Merten-spezifisch konzipierte Stapel-Achse S, die Zusatzbewegungen in den darauf abgestimmten Greiferköpfen ansteuert. Jedes Gerät ist außerdem mit einem Greifer-Schnellwechselsystem und Greifer-Codierung nach eigener Konzeption ausgerüstet. Immerhin sind rund 500 individuelle Greiferköpfe im Einsatz. Dass zusätzlich die meisten der Merten-Maschinen über ein rollbahngebundenes Schnellwechsel mit Spritzgießwerkzeugen versorgt werden, rundet das Automatisierungskonzept ab.

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MasterCell montiert W-Feder

Für das automatische Einsetzen von vorgespannten Verbindungsklammern, genannt W-Federn, in die Halterahmen von Lichtschalterabdeckungen hat Merten eine MasterCell aus dem Hahn-Standardprogramm mit entsprechenden Bearbeitungsmodulen angeschafft und als Peripherieanlage mit einer der standardisierten Merten-Produktionszellen kombiniert. Die Manipulation der als Schüttgut angelieferten Federn war kein Routinejob, denn ein verwirrter Federhaufen kann immer wieder Ursache für Störungen sein. Daher war ein intelligentes Notfallkonzept einzubauen, das die Eingriffszeit zur Störfall-Behebung ohne Anlagenstopp überbrücken kann. Lösungsansatz von Hahn war, die Montagezelle mit zwei parallelen Materialflüssen von der Federaufgabe über die Vereinzelung bis zur automatisierten Montage auszuführen. Gleichzeitig sollte im Störfall die Kapazität einer Linie ausreichen, um allein alle sechs Formteile aus der Spritzgießmaschine verarbeiten zu können – ohne dass dadurch der Spritzzyklus verlängert werden müsste. Entsprechend gestaltete sich die Kapazitätskalkulation. Ein Spritzgießzyklus à 26 Sekunden liefert sechs Rahmenteile, die im Normalfall zu je drei Stück auf die beiden Montagelinien aufgesetzt werden. Entsprechend stehen als Montagezeit für das Vorspannen und Einstecken zweier Federn in einen Rahmen 8,6 Sekunden zur Verfügung. Anders im Störfall an einer Federzuführung: Dann müssen alle sechs Teile über eine Linie geschleust werden, und die Montagezeit darf nur noch bei maximal 4,3 Sekunden liegen.

Nicht einfach, aber machbar, meinte Hahn und hat die MasterCell entsprechend ausgestattet. Um dieses Konzept in der Praxis tatsächlich nutzen zu können, musste auch der Roboter die nötige Intelligenz erhalten. Die Störfallmeldung in einer der beiden Federzuführlinien wurde mit der Ablaufsteuerung des Hahn-Roboters so verknüpft, dass alle sechs Formteile in der richtigen Orientierung auf der störungsfreien Linie abgelegt und eingeschleust werden. Die W-Federn selbst werden jeweils paarweise zur Übernahme durch Pick&Place-Geräte an den Montageplätzen bereitgestellt. Übernahmegreifer nehmen die Federn, spannen sie auf das Eindrückmaß und setzen sie anschließend ebenso paarweise in die Halterahmen ein. pb

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