Bei der Sensormontage müssen verschiedene Einzelteile schnell zugeführt und in sechs Bearbeitungsschritten wie Pressen, Schrauben oder Kleben präzise montiert werden, um sie als fertige Baugruppe in kurzer Taktzeit der weiteren Produktion wieder zuzuführen. „Viel Platz stand uns dafür nicht zur Verfügung – das geforderte Handlingsystem sollte in einer kundenseitig vorgegebenen Zelle untergebracht sein“, berichtet Andreas Hirt, Vertriebsmitarbeiter im Bereich Linearachsen bei IEF-Werner.
Zuerst sahen die Techniker für jede Station ein eigenständiges 3-Achssystem auf Basis von Spindelantrieben vor. Um Platz zu sparen kamen sie auf eine andere Idee: Mit einem Direktantrieb als X-Achse können auf einem einzelnen Achsgrundkörper die benötigten sechs Schlitten untergebracht werden. Dies macht das ganze System deutlich kompakter, ohne dass es an Präzision verliert.
Mit Direktantrieb kompakter bauen
Die Ingenieure entwickelten ein Positioniersystem mit 18 Achsen, um sechs Handhabungsprozesse auf engstem Bauraum zu realisieren. Für die X-Achse kommt eine Linearmotor-basierte Lineareinheit der Baureihe Euroline zum Einsatz. Für die Y- und die Z-Achsen verbauten die IEF-Techniker Spindelachsen der Baureihe Profiline. „Die spindelgetriebenen Linearschienen mit Kugelumlaufeinheiten eignen sich hervorragend zum präzisen Handhaben von Kleinteilen“, erläutert Andreas Hirt.
Da der Kunde mit einer Steuerung von Siemens arbeitet, wurden die Spindelantriebe der Profiline mit Siemens-Motoren ausgerüstet. Auch die Anbindung des Linearmotors Euroline an die Siemens-Steuerung wurde über Anschlussleitungen sichergestellt. „Um mit dem System das kundenseitig geforderte Sicherheitslevel zu erreichen, wurde der Linearmotor zudem mit einem speziellen Absolutwertgeber ausgestattet, welcher den Betrieb für sicher begrenzte Geschwindigkeit erlaubt“, sagt Andreas Hirt.
Um eine maximale Flexibilität beim Achssystem zu erreichen und den vorhandenen Hub vollständig nutzen zu können, setzten die Entwickler keine Energieketten ein. „Wir hätten sie seitlich an den Stationen anbringen müssen. Das hätte die Bewegungsfreiheit eingeschränkt und unnötig Platz in Anspruch genommen“, sagt Andreas Hirt. Deswegen werden die Kabel zentral nach oben abgeführt.
Dass jede Station gleich aufgebaut ist, wirkt sich positiv auf den Konstruktionsaufwand aus. Die Bauteile werden je nach Bearbeitungsschritt einzeln den Stationen zugeführt und dort zu Baugruppen montiert. An der letzten Station wird ein Deckel aufgeklebt. Der Verfahrbereich pro Station beträgt 150 x 510 x 80 Millimeter, die Verfahrzeiten liegen je nach Aufgabe bei vier bis acht Sekunden, und das Gewicht der zu bewegenden Masse an der Z-Achse liegt bei bis zu fünf Kilogramm. Über ein Kamerasystem wird die Qualität der einzelnen Schritte kontrolliert.
IEF-Werner GmbH
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