Biegezelle

Federn für Messgeräte präzise biegen

Automationszelle mit hydraulischer Presse. Die Automationszelle MPA242226 von Martin Mechanic ist mit dem Fanuc-Roboter LRMate 200iD und einer hydraulischen Presse ausgestattet. Das erleichtert ihr laut Hersteller das „feinfühlige“ Biegen von Federn für Präzisionsmessgeräte in der Elektronikindustrie.

Mit Hilfe einer hydraulischen Presse biegt die Arbeitszelle MPA242226 Federn für Messgeräte in der Elektronikindustrie. (Bild: InSystems)

Bei der Zuführung der zylindrischen Rohteile mit bis zu 120 Millimeter Länge ist allerdings noch Handarbeit gefragt. Denn zum Teil werden besondere Federvarianten verwendet, die sich aufgrund ihrer komplexen Ausgabesymmetrie nicht automatisch zuführen lassen. Deshalb lässt sich die Anlage auf zweierlei Art bestücken. Das gilt sowohl für das Beladen mit den Rohteilen als auch für das Abholen der fertig gebogenen Federn.

Zylindrische Rohteile, die recht einfach ausgeformt sind, werden der Arbeitszelle über einen Magazinschacht zugeführt. Pro Pack sind das jeweils 300 Stück. Sehr komplexe Teile legt der Werker manuell auf ein Steckbrett. Das fasst jeweils 48 Stück. Aus Magazinschacht oder Steckbrett bedient sich der Fanuc-Roboter, der mit einem Vierfach-Greifer ausgestattet ist. Selbst bei ausgefahrenem Greiferarm mit bis zu 700 Millimeter Länge stemmt er noch sieben Kilogramm Gewicht. Mit dem ersten Greifer holt er die Federn aus Magazin oder vom Steckbrett ab, um sie in die Mitte des zweistufigen Umformwerkzeugs der Presse einzulegen. Durch die vorgelagerten Bearbeitungsschritte können die Teile allerdings unterschiedlich lang sein. Also prüft eine erste Bildverarbeitung Lage und Länge der Federn, um daraus ein eventuell notwendiges Versatzmaß für die Greiferposition zu errechnen. Der Messwert wird an den Roboter übertragen, der seine Position anhand dieser Daten eigenständig im Hundertstel-Millimeter-Bereich korrigiert.

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Die Federn werden dreimal in Folge gebogen, bis sie die richtige Form haben. Dafür kommen die anderen drei Greifer zum Einsatz, wobei das Rohteil im Umformwerkzeug der Presse Stufe um Stufe nach oben wandert. In der Presse wurde eine zweite Kamera installiert. Diese überprüft, ob die zu biegende Feder richtig in die Matrize eingelegt wurde. So werden Störungen im Produktionsprozess von vorneherein vermieden. Sollte eine Störung auftreten, würde die Anlage automatisch stoppen und den Werker auf den Plan rufen. Üblicherweise kann er die Störung mit wenigen Handgriffen beheben. Die fertig gebogenen Federn wandern in drei unterschiedliche Auswurfschächte: einen für die Teile, die in Ordnung sind, ein zweiter für die, die nicht in Ordnung sind, und der dritte für die Statistische Prozess-Kontrolle (SPC). Der Werker kann jedes Bauteil nach Belieben aus dem laufenden Produktionsbetrieb anfordern, um es zu prüfen. Stimmt die Qualität nicht mit den Anforderungen überein, greift er korrigierend in den Produktionsprozess ein.

Als Alternative legt der Roboter die fertig gebogenen Federn, die als in Ordnung gelten, in Rackschubladen. Bis zu zehn solcher Schubladen, die mit jeweils 48 Federn befüllt werden, stapelt die Anlage in einem Liftsystem übereinander. Über das Bedienpanel kann der Werker jederzeit den Status abrufen, um zu erkennen, welches Magazin bereits voll beladen ist. Dieses entnimmt er dann manuell aus dem Lift. Die Automationszelle MPA242226 wurde mit der SPS-Steuerung Siemens S7 sowie einem Mobile Panel der zweiten Generation, dem MOP277, ausgestattet.  sw

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