Feingefühl beim Zahnrad-Handling

Maschinenelemente - Die automatisierte Qualitätsprüfung unterschiedlicher Teile verlangt Flexibilität auch von der Prüfeinrichtung. Bei einer Anlage zur akustischen Prüfung von Zahnrädern ermöglicht der servoelektrische Zweifinger-Parallelgreifer PT AP 70 von Schunk die Kontrolle von Zahnrädern mit unterschiedlichen Durchmessern.

22. Juni 2005

Die Firma Linnenbrink Technik Warburg Maschinenbau GmbH im nord­rhein-westfälischen Warburg ist spezialisiert auf Planung, Konstruktion und Fertigung von Werkzeugen,Handhabungstechnik und Sondermaschinen für die unterschiedlichsten Industriezweige. Eine besondere Stärke des 1993 gegründeten Unternehmens sind Maschinen und Vorrichtungen zur Herstellung von Schalldämpfern und zur Geräuschprüfung von Verzahnungsteilen. Zum Kundenkreis des Unternehmens gehören Automobilhersteller wie Opel, VW und Seat, aber auch der US-amerikanische Stoßdämpfer-Hersteller Tenneco.

Für einen deutschen Automobilhersteller entwickelte Linnenbrink beispielsweise eine Anlage für die automatische akustische Prüfung von Stirnrad-Ausgleichsverzahnungen. Die Anlage an einem Standort in Österreich überprüft zwei Sorten von Zahnrädern, die sich in ihrem Durchmesser unterscheiden und in chaotischer Reihenfolge angeliefert werden. Zwar beträgt der Unterschied lediglich 1/10 Millimeter, doch muss die Anlage beide Versionen sicher voneinander differenzieren.

Möglich macht diese Präzision der Einsatz des servoelektrisch angetriebenen Zweifinger-Parallelgreifers PT AP 70 der Schunk GmbH & Co. KG aus Lauffen am Neckar: Dessen integrierter inkrementaler Encoder erlaubt es, schon während des Greifvorgangs das Werkstück zu vermessen. Dabei erfasst der Greifer den Objektdurchmesser innerhalb von zwei Sekunden und klassifiziert die Zahnräder anhand ihres Durchmessers für den jeweiligen Messvorgang.

Die vollständige Integration aller elektronischen Regelungs- und Versorgungselemente in das Greifergehäuse erlaubt einen autonomen und ortsunabhängigen Einsatz des Greifers mit Zahnradgetriebe und Kugelrollspindel. Besonders flexibel einsetzbar machen ihn die Befestigungsmöglichkeiten an vier Seiten. Zur einfachen Integration in vorhandene Bussysteme dienen die Schnittstellen RS 232, CAN-Bus oder Profibus-DP.

Die Vorteile der feinfühligen Regelung von Position, Greifkraft und Geschwindigkeit der Greifbacken zeigen sich vor allem beim Umgang mit schwierigen Werkstoffen wie Schaumstoff, Glas oder hochelastischem Gummi, die sich präzise, kraftgeregelt und formschlüssig mit geringster Kraft fassen lassen. Zwar stellen die etwa 1,5 Kilogramm schweren Zahnräder in diesem Anwendungsfall keine großen Anforderungen an die Regelbarkeit des Greifers, dafür reduziert die Möglichkeit zum exakten Vorposi-tionieren der Backen die Taktzeit spürbar. Das gesamte Prüfsystem besteht aus der Prüfmechanik, einer Pneumatikeinheit und einem Elektroschrank und ermöglicht eine 100-Prozent-Prüfung der Werkstücke. Dazu läuft das zu prüfende Zahnrad nach einem Waschvorgang zunächst gegen einen Stopper, der sich vor der Prüfstation befindet, und wirddurch einen Hubmechanismus angehoben. Von dort übernimmt der Greifer des Ladeportals - das Modell PT-AP 70 von Schunk - den Prüfling und spannt ihn in den Aufnahmezylinder.

Für die eigentliche Geräuschprüfung simuliert der Prüfprozess den Abrollvorgang zweier Verzahnungen, indem das zu prüfende Werkstück von einem kalibrierten Lehrzahnrad angetrieben wird. Aus dem freigesetzten Geräuschmuster filtert eine Auswerteelektronik die Geräusch- und Schwingungsbeiträge des synchron drehenden Prüflings heraus und erlaubt so Rückschlüsse auf dessen Oberflächenstruktur und Unwuchtverhalten. Entwickelt hat diese Auswerteelektronik die Discom GmbH im niedersächsischen Göttingen. Die Rundlaufeigenschaften der Zahnräder ermittelt die Anlage danach durch eine Messung des Achsabstands.

Der gesamte Prüfvorgang dauert lediglich 16 Sekunden. Schadhafte Werkstücke werden zur Nacharbeit aussortiert und danach dem Prüfprozess erneut zugeführt. Die Gutteile übernimmt ein pneumatischer Zweifinger-Parallelgreifer mit integrierter Greifkrafterhaltung des Typs PGN 125 von Schunk vom Förderband und übergibt sie anschließend in das Stapelmagazin.

Geschäftsführer Wolfgang Linnenbrink ist zufrieden: Durch seine Kombination von hochwertiger Sensorik und feinfühligem Greifen gewährleistet der neue Parallelgreifer PT AP 70 eine hohe Prozesssicherheit, da die hohe Messgenauigkeit »Fehlgriffe« ausschließt. Zudem verhindert der Greifer mögliche Oberflächenbeschädigungen am Prüfling, weil immer lediglich der gerade erforderliche Haltedruck ausgeübt wird.

Nicht zuletzt reduziert der Einsatz dieses Greifers die Kosten sowie die Anzahl der möglichen Störungen im Prozess, weil lediglich ein einziger Prüfplatz für beide Werkstückgrößen benötigt wird. Erfreut ist Linnenbrink auch über die gute Zusammenarbeit mit dem Greiferhersteller aus Lauffen am Neckar: »Die Unterstützung von Schunk bei Fragen der Programmierung war vorbildlich. Die Reaktionszeiten waren denkbar kurz, und alle Sachverhalte wurden offen angesprochen; immer stand die Lösung der Aufgabe im Mittelpunkt.« Und das gilt nicht allein für die Zusammenarbeit. Ebenso lobt Linnenbrink die Betreuung in Österreich durch die dortige Schunk-Niederlassung: »erstklassig«.

Erschienen in Ausgabe: 01/2004