Führen, Heben, Positionieren mit nur einem Bauteil

Mechanische Handlingsysteme übernehmen komplexe Aufgaben

(PresseBox) ( Oberhausen, )
Von der Produktion in die Weiterverarbeitung, muss ein Kegelrad einige Stationen durchlaufen. Es wird gesäubert, geprüft, gekennzeichnet und einsortiert. Schön, wenn dies von alleine läuft und schnell geht.

Prozessoptimierung und Produktivitätssteigerung stehen in der Fertigung heute an erster Stelle. Moderne Handlingsysteme helfen, dies zu erreichen und übernehmen komplexe Bewegungsabläufe. Oft müssen Systeme an lokale Gegebenheiten angepasst oder in bestehende Linien integriert werden. Neben Wirtschaftlichkeit ist also auch Kreativität in der Konstruktion gefragt. Die LEANTECHNIK AG aus Oberhausen entwickelt Antriebsmodule auf mechanischer Basis und meistert mit innovativem Anlagenbau verschiedenste Anforderungen.

Kürzlich hat LEANTECHNIK eine Anlage realisiert, die Kegelräder durch die Qualitätsprüfung transportiert und sie im letzten Schritt gemäß Messergebnis sortiert. Die aus drei Portalen bestehende Anlage erfüllt die Aufgabenstellungen ausschließlich durch Kombinationen von Horizont- und Vertikalhüben und allein auf mechanischer Basis.

Aus der Produktion in die Weiterverarbeitung

Das erste Portal entnimmt Kegelräder einer Gitterbox und übergibt sie einem Zufuhrband. Das Band transportiert die Räder zu zwei Vibrationswendelförderern, der sie so in Position bringt, dass sie anschließend mit der Zahnseite nach unten auf einem Kettenlaufband liegen. Dieses führt an die Reinigungsanlage und das zweite Portal tritt in Aktion.

Der erste Greifer der aus 9 Stationen bestehenden Anlage nimmt ein Rad auf und transportiert es in die Reinigungsanlage. Ist das Rad gereinigt, nimmt ein weiterer Greifer das Rad auf und transportiert es in die Qualitätskontrolle, wo es vermessen und klassifiziert wird. Ein weiterer Greifer nimmt das geprüfte Rad und hebt es zur Laserbeschriftung gemäß Klassifizierung. Zuletzt werden die Räder sortiert. Die Information, in welche der fünf Kisten das Rad einsortiert werden soll, wird elektronisch gesteuert, der Hub steht also nicht in Relation zur Klassifizierung. Die geschlossene Kisten öffnen sich nur dann, wenn sie ein für sie bestimmtes Rad erreicht. Ist die Kiste gefüllt, geht ein entsprechendes Signal an das dritte Portal. Die Kisten werden nun um eine Position nach vorne aus der Sortierung geschoben.

Aufgabe des dritten Portals ist es, die gefüllte Kiste auf einer Lagerfläche zu positionieren, dem Magazin eine neue leere Kiste zu entnehmen und diese auf dem Sortiertisch zu platzieren. Neben exakter Positionierung kommt es hier darauf an, verschiedene Positionen im Raum anzufahren.

Getriebe als Basis

Vibrationswendelförderer und Kettenlaufband waren die einzigen bereits vorhandenen Anlagenteile. Um diese herum hat LEANTECHNIK ihre drei Portale errichtet. Basis der Anlage ist das Produkt lifgo® linear von LEANTECHNIK. Hierbei handelt es sich um kompakt gebaute Gehäuse, in denen sich ein Ritzel mit Kugelumlaufführung befindet. Durch diese Führung fährt eine Zahnstange am Ritzel entlang. (Entweder wird die Bewegung des Ritzels in die Zahnstange übersetzt oder umgekehrt - je nach dem, ob ein Motor die Zahnstange antreibt oder das Ritzel.) Verbindet man mehrere Gehäuse über Profilwellen lassen sich beliebig viele Bewegungen synchronisieren und kombinieren. Dann genügt ein Motor, der Rest ist Mechanik. LEANTECHNIK nutzt das Zusammenspiel von Antrieb, Profilwelle, Ritzel und Zahnstange für beliebige Vertikal- und Horizontalhübe. Zahnstange und Gehäuse lassen sich als Heber oder als Träger von Vorrichtungen verwenden und daher für verschiedenste Aufgabenstellungen nutzen.

Horizontal- und Vertikalhübe geschickt kombiniert

In den drei Portalen des Kegelrad-Shuttles treibt ein Servogetriebemotor eine Profilwelle an, die wiederum das Ritzel im Innern von lifgo® linear kraftschlüssig antreibt. Im ersten Portal treibt das Ritzel des an die y-Achse montierten lifgo® linear-Gehäuses eine Zahnstange an, an deren unteren Ende sich ein Magnetgreifer befindet. 1500 mm Vertikalhub ermöglichen das Senken des Greifers in die Gitterbox und das Zurückfahren in die Ausgangsposition. Entlang einer zweiten an der X-Achse verschraubten Zahnstange, verfährt ein lifgo® linear-Gehäuse, das mit den Vorrichtungen der Y-Achse verbunden ist. Hier werden die 1700 mm Horizontalhub des Magnetgreifers zum Zufuhrband ermöglicht.

Das zweite Portal ist zuständig für die Reinigung bis zur Einsortierung der Kegelräder. Auch hier treibt jedes Ritzel von drei fest an die Standsäulen montierten lifgo® linear-Gehäusen jeweils eine von drei Zahnstangen an, die einen 45 mm langen Vertikalhub realisieren. Die drei Gehäuse sind über eine Profilwelle verbunden und werden von einem Motor angetrieben. Dies gewährleistet eine absolut synchrone Bewegung. An der ersten Zahnstange ist ein weiteres lifgo® Gehäuse fest montiert. Über dessen Ritzel wird eine weitere Zahnstange angetrieben, die mit jenem Balken verbunden ist, an dem sich die gesamte Greifervorrichtung - 9 pneumatisch angetriebene Greiferpaare - befindet. Diese Zahnstange realisiert einen Horizontalhub von 390 mm.

Was die Konstruktion auszeichnet ist die geschickte Kombination von lifgo® linear-Gehäusen mit den dazugehörigen Zahnstangen. Diese ermöglicht eine Abstimmung der Abläufe, die im Konstruktionsprinzip selbst verankert sind. Zusätzliche Führungsschienen und Führungswagen stabilisieren die Vorrichtung - das Ergebnis ist eine kompakt gebaute Einheit. Und diese garantiert exakte Bewegungsabläufe und hohe Produktivität. So reduziert sich die ohnehin kurze Taktzeit durch den Einsatz von Greiferpaaren auf 4 Sek.

Bewegung von der Ebene in den Raum

Für die Aufgaben des dritten Portals, bedarf es Bewegungen im Raum. Wie beim ersten Portal treibt das Ritzel eines an die y-Achse montierten lifgo® linear-Gehäuses eine Zahnstange an, an der ein Greifer für auszutauschende Kisten angebracht ist, Der Vertikalhub beträgt 1250 mm. Auch hier verfährt entlang einer zweiten Zahnstange, die an der X-Achse verschraubt ist, ein lifgo® linear-Gehäuse, das mit den Vorrichtungen an der Y-Achse verbunden ist und den Horizontalhub realisiert. Dieser beträgt 2000 mm. Diese X-Achse, an der die Vorrichtungen für die Vertikal- und Horizontalhübe angebracht sind, ist an beiden Enden mit lifgo® linear-Gehäusen ausgestattet, die mit zwei parallel aufgestellten Achsen verbunden sind, an denen sich fest verschraubte Zahnstangen befinden. Über diese erfolgt die Bewegung in die Tiefe. Die lifgo® linear-Gehäuse sind durch eine parallel zum Balken verlaufenden Profilwelle miteinander verbunden und werden von nur einem Motor angetrieben. Diese 3-Achs-Anordnung ermöglicht dem Greifer eine freie Bewegung im Raum.

Spielraum für komplexe Konstruktionen

Bei einfachem Grundprinzip mit Zusammenspiel von Antrieb, Ritzel, Zahnstange und Profilwelle lassen sich selbst komplexe Fertigungsabläufe verfahrenstechnisch realisieren. "Sämtliche Bewegungsabläufe werden von den Getrieben selbst erzeugt und untereinander geregelt. Man benötigt lediglich ein Steuerungsprogramm je Antriebsachse und an einer Stelle einen Antrieb für die Bewegung. Die konkreten Bewegungsabläufe entstehen im Gefüge der Übersetzungsgetriebe," erklärt Reinhard Janzen, Vorstand der LEANTECHNIK AG. Das mechanische System vereint die drei entscheidenden Komponenten für exakte Bewegungsabläufe: Heben, Führen und Positionieren.
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