Rundtisch in der Reihe

Schwerpunkt

Transfersystem – Bei Fertigungsprozessen mit vielen Bearbeitungsstationen werden Rundschalttische unwirtschaftlich. Ein neues Transfersystem bewegt die Werkstückträger linear zwischen den Montagezellen mit integrierten Kurvenantrieben, die sie ohne Indexierung mechanisch verriegeln.

28. April 2014

Eine Herausforderung für jeden Maschinenbauer ist die Konstruktion einer Anlage zur Herstellung von komplexen Produkten in hoher Taktzahl und Variantenvielfalt, welche zudem auch den hohen Ansprüchen der Medizintechnik genügen müssen. Vor dieser Aufgabe stand auch die Jouhsen-Bündgens Maschinenbau GmbH aus Stolberg bei Aachen: Der Spezialist für Drahtricht- und -abschneidemaschinen musste eine Maschine konstruieren, die mit hoher Taktzahl gerade und gebogene medizinische Nadeln und Kanülen in einem weiten Durchmesser- und Längenbereich herstellen kann.

Die Fertigung solcher gebogenen Edelstahlstifte mit einer Spitze an einem und einer Bohrung am anderen Ende für den Einsatz in der Medizin ist aufwendig und erfordert rund 20 Arbeitsschritte. Für Dieter Bartke, den Technischen Leiter bei Jouhsen-Bündgens, war deshalb klar, dass sich die verschiedenen Arbeitsstationen nicht wie sonst bei Massengütern üblich mit einem Rundschalttisch verketten lassen würden. Selbst wenn alle Bearbeitungsstationen an einem Tisch untergebracht werden können, wird die Station dennoch schnell unübersichtlich und schwer zugänglich, weiß Bartke und erklärt: »In solchen Fällen haben wir bisher Linearsysteme auf der Basis eines Kettentransfers eingesetzt.« Damit entsteht zwar Platz für beliebig viele Bearbeitungsstationen, allerdings sinkt die Taktzahl drastisch, weil das aufwendige Indexieren der Werkstückträger nach jedem Transportschritt wertvolle Zeit und damit Geld kostet.

Platz sparend und schnell

Die Lösung für dieses Zeit-gegen-Platz-Problem fand Bartke auf einer Fachmesse, wo der Rundschalttischspezialist Weiss aus Buchen im Odenwald sein Linear-Montagesystem LS 280 präsentierte. Das System kombiniert ein traditionelles Bandsystem für den Transport zwischen den Montagezellen mit integrierten Kurvenantrieben innerhalb der Zellen, die die Werkstückträger ohne zeitaufwendige Indexierung mechanisch verriegeln. Auf diese Weise lässt sich eine große Zahl von Arretierstationen bei kurzen Taktzeiten verketten. Dabei werden die auf gehärteten und geschliffenen Bewegungsbahnen laufenden Werkstückträger am Anfang der Arretierstation von einer Transportkurve erfasst und wie bei einem Rundschalttisch in einer weichen Bewegung zum Stillstand gebracht und ohne einen zeitaufwendigen Zusatzschritt mechanisch verriegelt. Nach der Bearbeitung wird der Werkstückträger von der Transportkurve wieder schnell und ruckfrei an das Bandsystem übergeben. Der Abstand zwischen dem Vor- und Rücklauf beträgt dabei im Normalfall lediglich 600 Millimeter. Der dezentrale Aufbau der Zellen vereinfacht mögliche Erweiterungen des Montagesystems.

Kompakt und übersichtlich

Neben den möglichen hohen Taktzahlen gefiel dem Technischen Leiter auch der klare, übersichtliche Aufbau der Anlage, berichtet Bartke: »Das System ist von beiden Seiten zugänglich; damit hat man die ganze Linie immer im Blick.« Aufgrund der Komplexität der geforderten Montageaufgabe mit 20 Prozessschritten auf 48 Stationen nutzte Bartke zudem die Servicedienstleistungen der Mechatronikspezialisten aus dem Odenwald und orderte ein nahezu einschaltfertiges Montagesystem mit zwei Doppel-Arretierstationen in Zwillingsanordnung, vier Bandstrecken, zwei 180-Grad-Eckumlenkungen sowie einer Steuerung über die Weiss-eigene Anwendungssoftware WAS einschließlich der Inbetriebnahme vor Ort. Heute fertigt die Anlage aus bereits angespitzten Drahtstiften mit Durchmessern von 0,2 bis 1,6 Millimeter und Längen zwischen 10 und 65 Millimeter medizinische Nadeln in gerader oder gebogener Form mit unterschiedlichen Biegewinkeln. Dazu müssen die Nadelrohlinge aus einem Magazin entnommen und mehrfach geprägt, gebogen und gewendet werden.

Bartke ist voll des Lobes für das Linearmontagesystem: »Dank der hohen Positioniergenauigkeit des LS 280 von ±0,03 Millimeter können wir auf ein zusätzliches Ausrichten der Rohlinge verzichten.« Über Linearmotoren indexiert werden die Nadeln lediglich bei der Laser-Station, wo die Nadeln die Bohrung zur Aufnahme des Fadens erhalten. Diese Bohrung verläuft dabei nicht wie bei Nähnadeln senkrecht, sondern längs des Nadelschafts, damit der Faden eingesteckt und verpresst werden kann. Damit die Wandung dabei nicht bricht, wird das Nadelende in nachfolgenden Arbeitsschritten weichgeglüht. Nach weiteren Veredelungschritten verlassen so pro Minute 40 Nadeln die Anlage. Im Vergleich zu einem herkömmlichen Lineartransfersystem lässt sich so der Ausstoß nahezu verdoppeln. Besonders schnell läuft auch die anschließende Inbetriebnahme mit der Anwendungssoftware WAS. Die für alle Weiss-Produkte einheitliche grafische Bedienoberfläche erlaubt das einfache und schnelle Einrichten des Montagesystems inklusive aller Parameter und Übergabesignale an die übergeordnete SPS. Zuletzt gewährleisten das Finetuning, die Abnahme des gesamten Systems in der Halle und die Schulung der Mitarbeiter durch einen Weiss-Servicetechniker eine optimale Anpassung der Anlage.

Auf einen Blick

- Die Weiss GmbH mit Sitz in Buchen im Odenwald ist ein führender Hersteller von mechatronischen Handhabungslösungen für die Automatisierung von Fertigungsprozessen.

- Die Spezialität des Unternehmens ist die Entwicklung von frei programmierbaren oder fest taktenden Rundtischen, Linear-Transportsystemen und Handhabungslösungen.

- Die große Fertigungstiefe und eine einheitliche Bediensoftware ermöglichen die Entwicklung von kundenspezifischen Komplettsystemen.

Erschienen in Ausgabe: 03/2014