Mit Samthandschuhen angefasst

Empfindliche Oberflächen, eine hohe Teilevarianz und eine Taktzeit von nur 1,5 s– bei der voll automatisierten Inline-Teileprüfung von epoxidbeschichteten Ringbandkernen von Vacuumschmelze herrschen anspruchsvolle Rahmenbedingungen. Wisatec Messtechnik hat für die Messzelle verschiedene Module von Schunk eingesetzt.

Die Philosophie von Wisatec ist es, Anlagen so einfach und übersichtlich wie möglich zu gestalten. Entsprechend aufgeräumt wirkt die gesamte Prüfzelle bei Vacuumschmelze in Hanau. Statt einer verschleißanfälligen Signalübertragung via Schleifring nutzt Wisatec, Schaafheim, zur Kommunikation ein abgesichertes, echtzeitfähiges 5-GHz-WLAN-Netz, das auch für eine Fernwartung via VPN-Zugang geeignet ist. „Bei unseren Projekten stehen immer zwei Themen im Mittelpunkt: Das Vermessen beziehungsweise Prüfen unterschiedlicher Dinge und die Taktzeit.“, sagt Wisatec-Geschäftsführer Ralf Elbert. Für ersteres nutzt das Unternehmen seinen umfangreichen Erfahrungsschatz. „Dabei geht es oft um ein komplexes Zusammenspiel von 2D-/3D-Kameratechnik, Beleuchtung, Bildauswertung, Erschütterungen und Datentransfer.“

Für das Handling nutzt de Spezialist für anwendungsspezifische Mess- und Prüfanlagen je nach Anforderung unterschiedliche Konzepte. „Je mehr Zeit wir haben, desto universeller können wir eine Anlage auslegen. Je weniger Zeit, desto spezieller wird die Anlage“, so Elbert. Letztlich hängen Handhabung und Messtechnik also immer zusammen.

Eine der größten Herausforderungen der Prüfzelle für Vacuumschmelze war die extrem kurze Taktzeit. Taktgeber ist die Wendestation: „Sie muss die Teile aufnehmen, drehen und dann schon wieder weg sein. Erst dann kann der Tisch weiter schalten“, beschreibt der technische Leiter, Patrick Schlett, die Aufgabe. „Die eigentliche Laserprüfung dauert nur einen Bruchteil der Zeit.“ Drei bis vier Anläufe waren nötig, um gemeinsam mit Schunk das Ziel zu realisieren. „Das Erreichen der Taktzeit haben wir an Schunk übergeben“, so Schlett. „Heute wissen wir, dass die Module tatsächlich schneller sind als im Angebot angegeben.“

Das Teil wird gegriffen, nach oben gefahren, um 180° gedreht und sofort wieder abgelegt. „Die Einheit wendet den Kern in einer wahnsinnigen Geschwindigkeit“, unterstreicht Schlett. Den Wendevorgang übernimmt das bauraumoptimierte Greif-Schwenk-Modul GSM, bei dem der Drehantrieb über einen kräftigen Schwenkflügel, der Greifantrieb über einen integrierten Pneumatikkolben erfolgen. Der Schwenkwinkel des Moduls lässt sich stufenlos zwischen 0° und 180° einstellen.

Für die Vertikalbewegung wiederum ist das kompakte pneumatische HLM Hubmodul zuständig. Seine steife Konstruktion und eine hydraulische Dämpfung der Endlagen ermöglichen minimale Zykluszeiten. Vorgespannte, spielfreie Kreuzrollenführungen gewährleisten zudem eine hohe Torsionssteifigkeit und damit eine hohe Führungsgenauigkeit und eine Wiederholgenauigkeit von 0,01 mm. Der Hub wird vom jeweils größten Kerndurchmesser definiert und liegt bei der ersten Bauteilfamilie bei 18 mm.

Genauso wie bei der Zu- und Abführstation kommen auch an der Wendestation additiv gefertigte Polyamidfinger von Schunk zum Einsatz. Sie verhindern, dass die Epoxidoberfläche beim Greifen beschädigt wird. Ähnliche Finger setzt Wisatec bereits seit längerem in einer Anlage zur Oberflächeninspektion hochpräziser Hydraulik-Dichtkolben ein.

Im Vergleich zu Alufingern mit Beschichtung oder Hartgummieinsatz bieten die Polyamidfinger aus Sicht von Elbert mehrere Vorteile: So benötigen Alufinger mehr Bauraum und damit auch mehr Hub. Zudem konnte das Gewicht durch den Einsatz der additiv gefertigten Finger reduziert werden, was sich positiv auf die Zykluszeit auswirkt.

Um die komplette Teilefamilie zu berücksichtigen, wurden die Finger von Wisatec konventionell konstruiert und die Daten zusammen mit dem Auftrag an Schunk übertragen. Das Online-Tool E-Grip bewerten Elbert und Schlett sehr positiv, wenn es um die Handhabung eines einzigen Bauteils geht. Sonderfälle wie das Handling ganzer Bauteilfamilien erledigt Wisatec bislang noch in der eigenen Konstruktion. Schlette: „Wir haben oft den Fall, dass mehrere Bauteile mit einem Fingerpaar gehandhabt werden. Eine solche Konstellation ermöglicht die automatisierte Lösung von E-Grip bislang noch nicht.“

„Die Taktzeiten gehen immer weiter zurück. Handlinglösungen müssen daher immer leichter, immer schneller und immer leistungsfähiger werden“, sagt Elbert. Dafür biete das Schunk-Programm für die Hochleistungsmontage sehr gute Voraussetzungen. Künftig seien immer mehr universell einsetzbare Greifsysteme gefragt, die eine große Teilevielfalt abdecken.

„Während man früher eine Anlage eine Woche lang ohne Unterbrechung fahren konnte, muss man heute vier- oder fünfmal am Tag umbauen, immer just in time.“ Sowohl die Schnellwechselsysteme als auch die programmierbaren elektronischen Schalter des Herstellers seien für derartige Anwendungen sehr gut geeignet, so Elbert. ■