Baukasten mit Effizienz

Automatica

Automatisierung – Für die Hochleistungsmontage hat Schunk einen effektiven Baukasten aus Greiftechnik, Spannelementen und Steuerungen geschaffen, der für eine einfache Bedienung und hohe Effizienz sorgt und dem Anwender viele Freiheiten gewährt.

04. Juni 2016

Hochleistungsmontageanlagen für Industrien wie Elektronik, Medizintechnik, Automotive und Konsumgüter haben sich in den vergangenen Jahren zu smarten Alleskönnern entwickelt. Neben dem klassischen Pick & Place decken solche Anlagen ein immer größeres Teilespektrum ab, sie gewährleisten Null-Fehler-Strategien und passen sich im Sinne der Industrie 4.0 ohne Bedienereingriff flexibel an Nachfrageänderungen an.

Seit jeher stehen in der Hochleistungsmontage drei zentrale Themen im Fokus: die Kosten der Anschaffung und des laufenden Betriebs, die Taktzeit sowie die Prozessstabilität. Je komplexer moderne Prozesse werden, desto entscheidender ist es, dass die einzelnen Komponenten perfekt aufeinander abgestimmt sind. Fehlende mechanische Verbindungselemente, inkompatible Reglerkonzepte oder mangelhafte Planungstools können sowohl den Planungs- und Realisierungsprozess als auch den laufenden Betrieb deutlich beeinträchtigen.

Hier haben sich Systemprogramme für die Montageautomation als effektives Mittel erwiesen, all diese Anforderungen zu erfüllen. Sie umfassen zusätzlich intelligente Tools, um den Konstruktions- und Montageaufwand zu minimieren. Entscheidend ist es aber, schon im Vorfeld Schlüsselkriterien für die Auswahl eines Systemprogramms zu definieren. Dazu zählen vor allem der Umfang des Baukastens, die Abstufung der Baugrößen, die Vielfalt der Kombinationsmöglichkeiten und die Leistungsfähigkeit der einzelnen Module. Darüber hinaus gibt es weitere Kriterien wie die Wartungs- und Verschleißarmut, der Standardisierungsgrad kompletter Baugruppen, die Energieeffizienz, der Umfang der unterstützten Reglerkonzepte und wie wertig und praktikabel die Planungstools sind.

Ein Baukasten deckt alles ab

Am Beispiel eines Systemprogramms für die modulare Hochleistungsmontage von Schunk aus Lauffen soll deutlich werden, wo die Vorteile moderner Baukastenprogramme liegen. Ob pneumatisch oder elektrisch, modular oder kompakt, klein oder groß, greifen, drehen oder translatorisches Bewegen – das Systemprogramm deckt laut Hersteller alle denkbaren Anforderungen ab. Zudem enthält es die notwendige Peripherie in Form standardisierter Säulenaufbausysteme, Adapterplatten und Planungstools. Über 10.000 Applikationsvarianten ermöglicht das Programm, wobei jederzeit eine hochgenaue Reproduzierbarkeit gewährleistet ist.

Für eine effiziente Ansteuerung seiner pneumatisch geregelten Komponenten bietet Schunk spezielle Mikroventillösungen an, die zum Teil bereits serienmäßig integriert sind und sowohl die Energieeffizienz als auch die Taktzeit erhöhen. Eine besonders flexible Ansteuerung ist bei den kompakten DRL Hub-Dreh-Einheiten sowie bei den pneumatischen Pick-&-Place-Einheiten der Baureihe PPU-P möglich: Hier kann der Effektor direkt über der jeweiligen Zielposition in Wartestellung gehen, bis die Zuführung beziehungsweise die Ablageeinheit bereitsteht. Auf diese Weise lassen sich die Tempomacher mit den vor- und nachgelagerten Stationen abstimmen, wodurch die Anlagenproduktivität und die Prozessstabilität der gesamten Anlage steigen.

Selbstkompensierende Einheiten

Toleranzen und anlagenbedingte Abweichungen der Aufnahme- und Ablagepositionen wiederum kompensieren die Einheiten ganz einfach selbst. Die servoelektrisch angetriebenen Module aus dem Schunk-Baukasten lassen sich sehr flexibel über verschiedene Feldbusse wie Profibus DP, EtherNet/IP und Ethercat ansteuern. Noch komfortabler sollen die mit verschleißfreiem Direktantrieb ausgestatteten Pick-&-Place-Einheiten der Baureihe PPU-E arbeiten: Mit Hilfe intelligenter Regler und ohne übergeordnete Steuerung lassen sich hier sowohl die Auslegerarme als auch die Aktoren steuern. Die dafür nötige Software ist bereits integriert. Alternativ lassen sich die Einheiten über Standardregler von Bosch Rexroth einfach, schnell und prozesssicher in Anlagen integrieren. Verschleißarme Motor-Hybridkabel mit vollständig integrierten Motor- und Geberleitungen ermöglichen den Aufbau wartungsarmer, rein elektrischer Pick-&-Place-Units mit C-Achse und Greifer.

Sie versorgen die elektrischen Aktoren, wie beispielsweise das mechatronische High-Speed-Drehmodul ERD oder den elektrischen Kleinteilegreifer EGP komplett mit Strom und elektrischen Signalen.

Je nach Komplexität auswählen

Schunk hat auch seine 300 mechatronischen Antriebs- und Handhabungskomponenten des breit angelegten Portfolios gezielt in unterschiedliche Komplexitätsstufen geclustert – vom einfachen Mechatronikmodul, das pneumatische Komponenten mit Minimalaufwand eins zu eins ersetzen kann, über adaptierbare Module, die sich mit unterschiedlichen Servomotoren ausstatten lassen, bis hin zu intelligenten Mechatronikgreifern. Letztere bieten laut Hersteller ein ganzes Bündel komfortabler Funktionen, wie etwa die Ansteuerung über einen integrierten Webserver, eine Greifteildetektion oder eine stufenlose Regelung der Greifkraft.

Einfache Ausprägung angestrebt

Vor allem mit Hilfe der einfachen Pneumatik-Alternativen hat Schunk die Hemmschwelle für den Einsatz mechatronischer Module immer weiter gesenkt. Bei den neuesten Linearachsen der Baureihe ELP treibt das Familienunternehmen den Gedanken der Simplifizierung noch weiter voran. Auffälligstes Merkmal ist eine bislang einzigartige Auto-Learn-Technologie, die die Inbetriebnahme der Linearmodule extrem vereinfachen soll.

Sobald die Achse über einen Normstecker angeschlossen ist und die Endlage mechanisch mit einem Sechskantschlüssel eingestellt, lässt sich die Ein- beziehungsweise Ausfahrgeschwindigkeit an zwei Drehschaltern regulieren.

Nach spätestens fünf Hüben ist die automatische Programmierung abgeschlossen. Anschließend wird der Prozess vollautomatisch überwacht. Steigt oder sinkt das Werkstückgewicht, weil beispielsweise unterschiedliche Teile zu handhaben sind, passt die Achse das Bewegungsprofil innerhalb weniger Zyklen automatisch an. Sowohl gegenüber pneumatischen Achsen als auch gegenüber elektrischen Linearmodulen punktet ELP mit einfacher Bedienbarkeit und integrierter Intelligenz.

Baukasten von Schunk

- Systemprogramm für die modulare Hochleistungsmontage.

- Über 10.000 Applikationsvarianten.

- Peripherie mit standardisierten Säulenaufbausystemen, Adapterplatten und Planungstools.

- Pneumatische Pick & Place-Einheiten PPU-P.

- Mechatronisches High-Speed-Drehmodul ERD.

- Elektrischer Kleinteilegreifer EGP.

- 300 mechatronische Komponenten.

Erschienen in Ausgabe: 05/2016