Pick&Place

Pick&Place: Vielfalt für neue Wege

Komponenteneignung entscheidet über den Erfolg einer Montageanlage.
Für das Familienunternehmen Franz Binder bilden Innovationen und Investitionen im Bereich Rundsteckverbinder sowie der Leitgedanke "Qualität und Ideen" die Grundlage für das Unternehmen. Die Abteilung P-AM entwickelt und baut seit 20 Jahren Montageanlagen für die eigene Produktion. Erfahrungen mit realisierten Anlagen in der Produktion und neue Herausforderungen werden hier ständig zu neuen Ideen verarbeitet.
Für Binder war die Auswahl der richtigen Komponenten der entscheidende Schritt für den Montageerfolg. (Fotos: e.p.s)

Eine neue Montageanlage beim Marktführer Franz Binder für die Rundsteckverbinder-Serie 423 montiert aus 16 Einzelteilen bis zu 129 Varianten. Zusätzlich werden auf der Anlage serienübergreifend aus weiteren 24 Einzelteilen 355 Fertigteile realisiert. In Summe ergibt sich so eine Variantenvielfalt von bis zu 484 verschiedenen Produkten. Für diese Herausforderung waren neue Wege erforderlich. Die Auswahl der richtigen Komponenten war auch hierbei wieder ein entscheidender Schritt für die erfolgreiche Realisierung der Montageanlage. Basis ist erstmals ein schnelltaktendes Linearsystem. Für die Zuführung der Teile, vorrangig entscheidend für die Verfügbarkeit der Anlage, wurden bewährte Zuführsysteme von Afag eingesetzt. Die Pick-and-Place-Aufgaben wurden - aufgrund der für die Montage geforderten Flexibilität - erstmals komplett aus elektrischen und pneumatischen Linearmodulen sowie elektrischen Drehachsen, realisiert.

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Ausschlaggebend für den Einsatz der Systeme waren zunächst die Fähigkeiten der elektrischen Antriebe. Mit ihnen lassen sich Kräfte und Geschwindigkeiten genau regeln und Parameter – etwa der Z Hub – zeitsparend voreinstellen. Ändert sich das zu greifende Produkt, erfolgt die Umstellung einfach per Programmwahl. Für die elektrischen Linearbewegungen wurden ausschließlich Module mit Linearmotor eingesetzt. Diese nahezu verschleißfreien Antriebe kennzeichnen sich durch einfachen Aufbau und hohe Dynamik. Ein Magnetstab mit Ringmagneten in einer Edelstahlhülle, der Stator mit Spulen und Hallsensoren zur Positionserfassung und nur ein Kabel, welches den Antrieb mit dem Regler verbindet, ergeben den einfachen Systemaufbau. Die Achsregler passen sich durch die Vielfalt der möglichen Schnittstellen von der Ansteuerung über E /A oder über Profibus bis zu gängigen Ethernet Schnittstellen in die Steuerungsumgebung der Anwender ein.

Nur ein Kabel

Für das Eindrehen der PG 9- und PG7-Schrauben wurden elektrische Drehachsen mit unbegrenztem Drehwinkel und einem Spitzendrehmoment von vier Newtonmetern bei einem Eigengewicht von nur 550 Gramm inklusive der beiden Fluiddurchführungen eingesetzt. Auch diese Antriebe werden über nur ein Kabel mit den Reglern der Linearmotoren verbunden, wodurch eine einheitliche Steuerungstechnik für alle Antriebe realisiert wurde.

Zwei Positionen

Die Horizontalbewegungen wurden bei diesem Projekt durch pneumatische Linearmodule realisiert, da bei diesen Modulen nur zwei Positionen erforderlich waren. Bei einer Zykluszeit von 3,5 Sekunden, einem Kolbendurchmesser von 20 Millimeter und bei Hüben kleiner als 100 Millimeter überwiegen die geringeren Investitionskosten die bei dieser Anwendung nur geringfügig höheren Energiekosten pneumatischer Module. Für den Einsatz der gewählten pneumatischen Module sprachen hierbei insbesondere die extrem einfache Einstellung der Module sowie die integrierte Endlagendämpfung ¿ verschleißfrei ohne hydraulische Stoßdämpfer. Die Endlagen werden bei diesen Modulen mit nur einem Werkzeug an je einer Stellschraube für das Ein- und Ausfahren eingestellt. Hierbei kann das Modul unter Druck bleiben. Sensoren und Endlagendämpfung fahren automatisch mit. Die pneumatischen Linearmodule verfügen ebenso wie die elektrischen über hochwertige doppelreihige Linearführungen mit Kugelkäfig. Diese tragen zu einer hohen Lebensdauer und langen Schmierintervallen bei.

Ein entscheidendes Argument für den Einsatz war auch die Auslegung und Lieferung der kompletten Handlingsysteme mit Leistungsgarantie. Durch den Baukasten aus baugleichen pneumatischen und elektrischen Modulen konnten während der Projektrealisierung pneumatische einfach durch elektrische Module für eine weitere Steigerung der Variantenvielfalt ersetzt werden. Auch der Austausch von zwei Drehachsen gegen neue Systeme mit 280 Umdrehungen pro Minute zur Leistungssteigerung wurde vom Hersteller schnell und unbürokratisch realisiert. bw

Halle 1, Stand 1163

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