Montagetechnik Titel A (Schweizer Spezial) (2,5 S.)

Einheitlicher Sondermaschinenbau

Standardisierte Baugruppen sorgen für Erleichterung
Der (klassische) Sondermaschinenbau weicht mehr und mehr Engineering-Unternehmen die so gut wie keine Eigenfertigung mehr betreiben. Genau genommen beschränkt sich die Entwicklungstätigkeit auf prozessspezifische Belange. Für die Anlagen-Realisierung greift man auf kompatible Konstruktionselemente und Funktionseinheiten zurück.

Der Wandel im Sondermaschinenbau ist unübersehbar. Verschiedenste Maschinen und Vorrichtungen für unterschiedlichste Anwendungen ähneln sich immer mehr. Ein Grund dafür ist der fortschreitende Einsatz von standardisierten, am Markt in guter Qualität und zu günstigen Preisen erhältlichen Maschinen-Elementen und Baugruppen. Früher fertigten viele Hersteller das meiste selbst. Das sieht heute anders aus. Die Wertschöpfung für den Sondermaschinenbauer kommt weniger aus der Entwicklung und/oder Herstellung der einzelnen Bauteile, sondern vorwiegend aus dem Engineering für die Auswahl, Konstruktion und Kombination von geeigneten Bauteilen/Baugruppen sowie mehr denn je aus dem Know-how für bestimmte Verfahren und deren Prozessabläufe. Die Produzenten von Maschinen-Elementen und -Baugruppen reagieren darauf mit einem immer breiter werdenden Angebot von funktionsintegrierten, kompakten Antriebs- oder Handling-Modulen, die sowohl den Konstrukteuren und Mechanikern in der Maschinenmontage als auch den Anwendern das (Arbeits-)Leben deutlich leichter machen können. Ein Beispiel sind die „Roten Module“ der Schweizer Firma Afag aus Huttwil. Bestimmten früher pneumatisch angetriebene Linear-, Hub-, Dreh-, Schwenk- und Greifermodule den Markt, so ist nun doch eine Zunahme an elektromechanisch betriebenen Einheiten und Servomodulen festzustellen. Gründe dafür kann man unter anderem sehen in den gestiegenen Ansprüchen nach mehr Flexibilität und den Anforderungen nach höherem Bedienkomfort und prozessgerechter (An-)Steuerung.

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Durch elektrische Module in die richtige Position

Deshalb haben die Schweizer, in Ergänzung zu den pneumatischen Handling-Modulen, eine Baureihe elektrischer Komponenten entwickelt. Die lassen sich im Sondermaschinen- und Vorrichtungsbau als standardisierte Konstruktions-Bausteine für ein- oder mehrachsige Handlingsysteme einsetzten. In logischer Konsequenz gibt es auch bei den elektrischen Einheiten viele Ausführungen. Das sind Linear-, Greif-, Rotations-, kombinierte Greifdreh- und Portalmodule inklusive der Steuerungen sowie eine breite Zubehörpalette. Die Vorteile der elektrischen Module konnten auch die Ingenieure des Sondermaschinenbau-Unternehmens Agfar (Schweiz) überzeugen, als sie auf der Suche nach geeigneten Bausteinen für einen Handling- und Schweißautomaten zur Konfektionierung von Mikrobatterien waren. Ein Problem für die Maschinenbauer lag darin, dass die Mikrobatterien zwar grundsätzlich alle gleich groß sind, jedoch je nach Anwendung verschieden lange Kontaktanschlüsse haben. Folglich müssen die Schweißköpfe, die es je nach Anwendungsfall auszutauschen gilt, entsprechend dem Typ und der Produktionscharge verschiedene Positionen anfahren. Aufgrund der geforderten Stückzahlen soll das automatisch, schnell und nach Programm gesteuert vonstatten gehen.

Gerade und hoch in hunderstel Schritten

Nach eingehender Untersuchung der verschiedenen Handling-Systeme, fand sich eine gute Lösung in Form der frei kombinier- und programmierbaren elektrischen Module LME 200 (Linearhub X/Y ) und ZME 080 (Vertikalhub Z). Durch eine schnelle Positionierung der Schweißköpfe, zuverlässiger Technik und einem interessanten Kosten-/Nutzenverhältnis, konnten die Einheiten überzeugen. Es genügen drei Module (zwei Lineare, ein Vertikales) und die Greifersysteme des Sondermaschinen-Herstellers für das erforderliche Teilehandling. Sie ersetzen sowohl die aufwendige mechanische Konstruktion eines Eigenbaus als auch dessen Fertigung und Montage. Außerdem entfallen Anschlusskonstruktionen, die im Falle des Einsatzes anderer Systeme oder (Scara-)Roboter eventuell notwendig geworden wären, weil alle relevanten Funktionen und Bausteine integriert sind. Die Lineareinheit hat einen Nennhub von 200 Millimeter, kann am Profilende bis zu vier Kilogramm Nutzlast aufnehmen, bei Verwendung als Portalmodul sogar fünf Kilogramm. Es hat ein optisches Linear-Messsystem mit einer Auflösung von 0,001 Millimeter und eine mechanische Positionier-Wiederhol-Genauigkeit von 0,01 Millimeter. Ähnlich aufgebaut ist der vertikale Pendant. Er ist für die Nutzung als Z-Achse ausgelegt und lässt Lasten bis 2,5 Kilogramm zu. Im Gegensatz zum Linearmodel, das einen bürstenlosen Linearantrieb hat, wird die vertikale Variante von einem bürstenlosen Servomotor angetrieben.

Komplexe Nutzung­s­vielfalt inklusive

Die elektrischen Module kombinieren hohe Dynamik, mechanische Robustheit und Präzision. Eine flexible Nutzbarkeit als Ausleger- oder Portalachse, hohe Nutzlasten, kompakte und störkantenfreie Abmessungen und einfache Installation sowie Bedienbarkeit sind weitere Eigenschaften. Sie sind kompatibel mit dem restlichen Handling-Angebot aus dem Lieferprogramm. Die Komplettlösung schließt die Unterstützung des Konstrukteurs mit ein. Sämtliche Daten und die Auslegungs- und Anwenderbeispiele stehen ihm per CAD-System zur Verfügung. Dabei handelt es sich um ein rein virtuelles Konstruktions-Programm für Montage-Komponenten, dass es dem Anwender erlaubt, die Maschinen-Elemente per CD-ROM oder über das Internet auszuwählen, entsprechend der Aufgabe zu konfigurieren und am Bildschirm in die CAD-Darstellung einzufügen. Damit schließt sich der Kreis für den Sondermaschinenbau, der einerseits technische Unterstützung bei der Konstruktion und der Beschaffung sowie andererseits „Hardware-Unterstützung“ für den wirtschaftlichen Maschinenbau erhält. Im Falle des Handling- und Schweißautomaten bedeutete das auch eine vergleichsweise schnelle Realisierungszeit, was bei der Auftragsvergabe ein Argument war. Guido Matthes

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