Harmonischer Bewegungsablauf senkt die Zykluszeit

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Für 24 Schweißnähte mit einer Gesamtlänge von 224 mm dauert die Schweißzeit pro Bauteil rund 4,9 s – inklusive der Bewegungen zur Orientierung des Werkstückträgers. Durch diesen Lösungsansatz beträgt die Einschaltzeit des Lasers (Strahlquelle) nahezu 100%, eine prozessbedingte Nebennutzungszeit ist somit nicht vorhanden.

Passende normierte Bewegungsgesetze ermöglichen Zykluszeit von 6,7 s

Nach dem Schweißen müssen fünf kleine Kunststoffbauteile in das geschweißte Bauteil eingeclipst werden – ohne Toleranz. Für den Fügeprozess benötigt Erlas zehn Servoachsen, die einer virtuellen Leitachse folgen. Pick-and-place-Achsen legen sie auf Greiferfinger, spannen sie ein und pressen sie nach einer Schwenkbewegung (180°) in die geschweißte Baugruppe ein.

Da Beschleunigungen von bis zu 40 m/s² notwendig sind, um die geforderte Zykluszeit von 6,7 s zu erreichen, werden passende normierte Bewegungsgesetze angewendet. Für die abschließende vollautomatische Qualitätsprüfung und die Beschriftung der Baugruppe mit einem Nadelpräger sind weitere zehn Servoachsen im Einsatz.

Bewegungsabläufe auf Basis von elektronischen Kurvenscheiben regeln

Schon bei der Konzeption der Anlage war dem Unternehmen Erlas klar, dass mit einer sequenziell arbeitenden Steuerung die geforderte Taktzeit von 6,7 s nicht möglich sein würde. Vielmehr musste die Steuerung auf Basis von elektronischen Kurvenscheiben verschiedene Bewegungsabläufe parallel regeln und bei Änderung eines Parameters automatisch die Bewegungsabläufe der anderen beteiligten Achsen anpassen. So ließen sich die Bewegungsabläufe während der Inbetriebnahme schnell optimieren und Kollisionen ausschließen.

Die Integration der Bewegungsabläufe der Roboter in den harmonischen Bewegungsablauf des Werkstoffflusssystems muss so erfolgen, dass bei Änderung der Leitachsdrehzahl keine Störungen auftreten. Diese Forderung erfüllt das Motion-Logic-System Indramotion MLC von Rexroth. Es basiert auf der SPS nach IEC 61131-3 und PLC-Open-Funktionsbibliotheken. Über den Automatisierungsbus Sercos koordiniert die controllerbasierte Hardware bis zu 64 Achsen in Echtzeit und bindet bis zu 512 I/Os lokal ein. Die von Rexroth im Funktionsumfang weiterentwickelte Software Flexprofile passt bei Parameteränderungen alle beteiligten Bewegungen an und berücksichtigt auch zeitgesteuerte externe Parameter.

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