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Delta palettiert filigrane Uhrenteile

Hohe Taktgeschwindigkeit von 120 Teilen pro Minute bei extrem dünnen Bauteilen gefordert
Delta palettiert filigrane Uhrenteile

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Zur Automatisierung der Uhrenproduktion hat der Schweizer Sondermaschinenbauer Amax Automation einen multifunktionalen Palettierer realisiert – mit Robotik- und Handhabungssystemen von Festo, wie dem einbaufertigen Delta-Roboter EXPT.

Den legendären Ruf ihrer Armbanduhren schützt die Schweizer Industrie mit dem Qualitätslabel Swiss Made. Das bedeutet aber auch, dass laut Gesetz mehr als 60 % der Herstellungskosten einer edlen Armbanduhr in der Schweiz entstehen müssen. Daher führt die Uhrenindustrie immer mehr Fertigungsschritte in der Schweiz aus. Entsprechend steigt der Automatisierungsbedarf.

Der Palettierer des Sondermaschinenbauers Amax soll daher Feinstanzteile präzise sortieren, um diese der Weiterverarbeitung in der Galvanik, Lackierung und in der Montage weiter zuzuführen. Herausforderung dabei: Die Hochpräzisionsteile sind für jeden Uhrentyp unterschiedlich und mit einer Dicke von 0,08 bis 0,3 Millimeter-Bereich extrem dünn.
Zudem ist eine hohe Taktgeschwindigkeit von 120 Teilen pro Minute gefordert. Bis zu elf unterschiedliche Kleinteile legt der Palettierer in sechs verschiedene Gittertrays oder zwei unterschiedliche Jedec-Trays ab. Weitere Teile lassen sich einfach über das Bedienpanel einteachen.
Die Nachfolgeprozesse erfordern ein Höchstmaß an Genauigkeit beim Einlegen der Teile in die Trays. Zwei integrierte Kamerasysteme und ein speziell entwickeltes Wendesystem stellen sicher, dass nur korrekt orientierte Teile abgelegt werden.
Daher detektiert die intelligente Kamera SBO..-Q die Lage der Uhrenteile auf dem Förderband und meldet diese an die Delta-Roboter EXPT. Denn um die 120 Zyklen pro Minute erreichen zu können, waren zwei Delta-Roboter notwendig: Der erste Tripod greift so viele Teile vom Band, wie er kann, der zweite nimmt den Rest.
Herausforderung dabei: Da die Kleinteile sehr leicht sind, kann bereits ein Luftzug ihre Lage auf dem Band verändern. Auch sind sie so dünn, dass der Vakuumgreifer fast nicht zwischen Teil und Band unterscheiden kann. Daher ist vom Handling-System eine hochpräzise Genauigkeit der Bewegungsabläufe gefordert, um die Lage der Teile auf dem Band nicht zu beeinflussen.
„Es war uns klar, dass die notwendige Flexibilität und Geschwindigkeit zum Picken der Kleinteile im Arbeitsraum nur ein Roboter mit Delta-Kinematik erreichen kann“, erklärt Rolf Wirz, Geschäftsführer bei Amax. Festos Delta-Roboter EXPT bietet dabei die erforderliche Präzision, da dessen Kinematik auf Linearachsen basiert. „Da wir auch die elektrischen Achsen von Festo schon lange kennen und einsetzen, fühlen wir uns beim Delta-Roboter wie zu Hause“, so Wirz.
Zum Greifen der Teile vom Band nutzt der Delta-Roboter einen speziell entwickelten Vakuumgreifer. Auch diesen haben die Esslinger entwickelt. Denn der Vakuum-Griff erfordere viel Erfahrung, da es nicht leicht sei, das richtig dosierte Vakuum zur richtigen Zeit für den Greif- und Abwurfimpuls aufzubauen, so Wirz: „Da passt es, dass Festo beides kann, nämlich pneumatische und elektrische Automatisierungstechnik.“
Weiterer Vorteil: Das in sich geschlossene Entwicklungspaket aus Greifsystem und Roboter reduzierte Schnittstellen und Aufwände. Bevor der Tripod im Palettierer jedoch in Betrieb gehen konnte, waren noch viele Tests nötig. Hier halfen die Experten im Application Centre in der Esslinger Zentrale kräftig mit: Unter Realbedingungen werden im Application Centre mit Werkstücken des Kunden Zykluszeiten und Wiederholgenauigkeiten an Handling-Systemen getestet. So lassen sich Soft- und Hardware genau aufeinander abstimmen. Im Fall des Amax-Palettierers war vor allem die Absetzgenauigkeit in die Trays kritisch.
Komplett montiert, geprüft und mit Funktionsgarantie ausgestattet, wurde schließlich eine einbaufertige Systemlösung direkt an die Maschine geliefert: Dazu gehören die beiden Delta-Roboter EXPT – inklusive Robotik-Steuerung CMXR und Motorcontroller CMMP-AS. Hinzu kam das intelligente Kamerasystem SBOI…-Q.
Weitere Handhabungssysteme übernehmen den Traywechsel. Die elektrischen Achsen vom Typ ELGR schieben die Trays nach vorne, pneumatische Zylinder heben und spannen sie. Die elektrische Achse EGC-HD bewegt einen mechanischen Greifer horizontal. Der Greifer hebt mehrere Teile gleichzeitig, schwenkt um 90° und legt sie in ein Gittertray. Die Vertikalbewegung übernimmt die elektrische Achse EGC.
Festo AG & Co. KG www.festo.com
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