Montage- und Handhabungstechnik

Im Netz der Greiferspinnen

28.09.2006 | Redakteur:

Handlingsystem mit Vakuum-Sauggreifern sorgt für den dynamischen Blechteiletransfer in einer Pressenlinie. Die Herstellung von Blechteilen für Pkw ist durch eine ganze Reihe von technischen...

Die Herstellung von Blechteilen für Pkw ist durch eine ganze Reihe von technischen Anforderungen gekennzeichnet, die vor allem den Pressen- und Werkzeugbau betreffen. Mit schnellen Pressen und multifunktionalen Werkzeugsystemen allein ist es dabei nicht getan. Denn nur wenn die Pressen und Werkzeuge kontinuierlich mit Rohblechen versorgt, und die bearbeiteten Teile dann auch sukzessive aus den Werkzeugen entnommen und in die nächste Pressenstation übergeben werden, wird aus den theoretisch vorhandenen Leistungen die gebotene Wirtschaftlichkeit. Folgerichtig gilt es, jeweils den gesamten Bearbeitungsprozess zu betrachten und dies schließt zwingend alle Prozessschritte ab der Rohmaterialversorgung und bis hin zum Stapeln der fertigen Teile ein. Grundsätzlich bestimmen die möglichen Pressen- und die zulässigen Werkzeughübe den Produktionstakt. Das Handling sowie der Transfer der Blechteile sollten parallel zu den Hauptzeiten erfolgen. Da sowohl bei den Pressen als auch bei den Werkzeugen unproduktive Nebenzeiten weitgehend reduziert bis eliminiert werden, muss das Blechteile-Handling- und Transfersystem entsprechend schnell und sicher arbeiten, um jeglichen Pressenstillstand zu vermeiden. Lediglich die reinen Wechselvorgänge stellen noch Unterbrechungen dar, sodass ansonsten rund um die Uhr im Mehrschichtbetrieb produziert werden kann. Blechteile sicher und genau positionierenAls ein weiterer, wesentlicher Aspekt bei der Blechteilefertigung ist die Prozesssicherheit insgesamt anzusehen. Wobei zum einen die störungsfreie Produktion durch kontinuierliche Teilever- und -entsorgung, und zum anderen die technische Verfügbarkeit aller relevanten Anlagenkomponenten selbst zu berücksichtigen ist. Während die Pressen und Werkzeuge eher unkritisch sind, gilt es dem dynamischen, sicheren und vor allem positionsgenauen Teilehandling besondere Aufmerksamkeit zu widmen.Wer weiß dies besser als die Pressen-, Werkzeug- und Umformtechnik-Spezialisten der Heilbronner Firmengruppe Läpple, seit vielen Jahren Systempartner der Automobilindustrie. In der Läpple-Gruppe sind 175 Pressensysteme im Einsatz und von diesen stammen 75 aus eigener Entwicklung und Produktion. Durch den eigenen Pressenbau können die Produktionssysteme mit Features ausgestattet werden, die ganz auf die jeweiligen Anforderungen der Kundenteile ausgerichtet sind. Dasselbe gilt für den Werkzeugbau und für die Handlingsysteme für den Blechteile-Transfer. Da für viele Kunden Außenhautteile produziert werden, sind die Qualitätsanforderungen besonders hoch. Die weiteren Anforderungen ergeben sich daraus, dass geringere Serienstückzahlen eine maximale Flexibilität erfordern. Demnach müssen bei den öfters wechselnden Produkten nicht nur die Werkzeuge und die NC-Programme der Pressen ausgetauscht, sondern auch die Greifer und Handlingsysteme für die Blechteile umgerüstet oder gewechselt werden.Da Umrüstungen aber immer mit längeren Stillstandzeiten verbunden sind, wechselt man bei Läpple gleich die ganzen Robotergreifer aus und kann somit schneller wieder in Produktion gehen. Für das Blechteile-Handling setzt Läpple ausschließlich 6-Achs-Roboter mit Vakuum-Greiferspinnen ein. Auch diese werden, aus Gründen der spezifischen Anforderungen des Teilespektrums, selbst gefertigt. Dabei greift man in der Hauptsache auf die Vakuum-Komponenten der J. Schmalz GmbH zurück. Greiferspinnen sind teilespezifisch ausgeleDie einzelnen Greiferspinnen bestehen aus Leichtbau-Stahlrohrkonstruktionen und von Schmalz kommt das Vakuum-Equipment in Form von Sauggreifern und Vakuumerzeugern sowie Magnetventilen und Vakuumschaltern. Durch die konsequent auf die jeweiligen Teile und Bedürfnisse ausgelegten Greiferspinnen, die lediglich eine standardisierte Schnittstelle (Kupplung) zu den Robotern aufweisen, ergeben sich viele Vorteile, die den Bau von Einzweck-Greiferspinnen (ohne flexible Wiederverwendbarkeit) durchaus sinnvoll und wirtschaftlich machen. Die Greiferspinnen werden hunderprozentig an das Blechteil und das Werkzeug angepasst, wodurch sie ein hohes Maß an Steifigkeit und Genauigkeit erreichen. Durch die Stahlrohrkonstruktion werden Kupplungen, Verbindungsteile und Querverstrebungen und somit einiges an Gewicht eingespart. Das wiederum erlaubt dynamischere Bewegungsabläufe ohne dass ein Auffederungseffekt eintritt, bei schnellen Beschleunigungen sowie Absetzvorgängen. Die neue Pressenlinie 5 im Werk Heilbronn fertigt im Dreischicht-Betrieb an bis zu sieben Tagen pro Woche. Für das Blechteile-Handling bewegen sich die mit Vakuum-Greiferspinnen ausgerüsteten Roboter mit maximal 8 m/s. Für die Optimierung der Bewegungsabläufe und der Dynamik werden die Handlingzeiten an einem externen Teach-Roboter programmiert und optimiert und dann an die einzelnen Stationsroboter in der Pressenlinie übertragen. Die automatisierten Pressen, der automatische Werkzeugwechsel, der Greiferspinnen-Wechsel und der Programmtausch erlauben das automatische Umrüsten der Pressenlinie, wobei im Vergleich zu den bestehenden Pressenlinien die Rüstzeit deutlich reduziert werden konnte. Pro Tag wird bis zu zweimal umgerüstet und die Roboter holen sich an Docking-Stationen die jeweils benötigte Greiferspinne ab. Das Einwechseln der komplett ausgerüsteten und montierten Vakuum-Greiferspinnen unterstützt die Verfügbarkeit und Prozesssicherheit dahingehend, dass die Greiferspinnen aus nur sehr wenigen und vor allen Dingen zuverlässigen Standard-Komponenten bestehen. So kommen für die Vakuumerzeugung Ejektor-Baugruppen zum Einsatz, die aus vier bis fünf Kompaktejektoren der Baureihe SMP Megapump bestehen, an die Magnetventile und digitale Vakuumschalter bereits angebaut sind. Je nach Einsatzbereich sind die Greiferspinnen mit speziellen Vakuumsaugern für das Blechhandling, den Typen SAF (Flachsauggreifer), SAB (Balgsauggreifer), SAOB (Balgsauggreifer oval), SAOF (Flachsauggreifer oval) und SAOG (Sauggreifer in Glockenform und mit 45 Shorehärte), ausgerüstet. Somit kommen sämtliche Sauger aus der Baugruppe zum Einsatz, die sich insbesondere durch die hohe Aufnahme an Querkräften, verschiebungsfreies Halten, auch bei geölten Blechen, und eine innere Abstützung zum Vermeiden von Tiefzieheffekten auszeichnet. Kompaktejektoren sorgen für kurze AnsaugzeitenDie Vakuum-Erzeugung mittels Kompaktejektoren bringt kurze Ansaugzeiten und sicheres Handling. Die Modulbauweise hat den Vorteil, dass durch einen Ejektor verschiedene Saugerkreise oder Sauger versorgt werden. Die aktiv genutzte Abblasfunktion beschleunigt das sichere und positionsgenaue Ablegen der Bleche. Dank der Luftsparautomatik ergeben sich Druckluft-einsparungen, was bezogen auf den Dreischicht-Betrieb zu beträchtlichen Kostenreduzierungen führt. Schließlich kommen auch im Platinenlader am Anfang der Pressenlinie Vakuumkomponenten von Schmalz zur Anwendung, nämlich eine Ejektorbaugruppe aus fünf Kompaktejektoren SMP, Flachsauggreifer SAF, Federstößel FSTI und ein weiterer Sauger zur Doppelbelegungs-Kontrolle und zur Vereinzelung. Alle Sauggreifer sind an Federstößeln montiert, damit eventuelle Verformungen des Platinenstapels kompensiert und die Bleche sicher aufgenommen werden, selbst wenn sie nicht plan aufliegen. Der Platinenlader ist im Gegensatz zu den Saugerspinnen universell und somit für verschiedene Platinenformate ausgelegt. Um ein optimales, zeit- und energiesparendes Handling zu gewährleisten, versorgen die fünf Einzelejektoren der Baugruppe verschiedene Saugerkreise, die je nach Größe und Form der Platinen zu- oder abgeschaltet werden.