Sauber zugeschnitten

Linearachsen - Egal, ob beim Wasserstrahlschneiden oder in der Spritzgusstechnik: Lineare Automationskonzepte bieten die Grundlage für präzise und effiziente Arbeitsabläufe. Das zeigt sich am Beispiel kartesischer Robotersysteme auf Basis von Linearachsen.

25. März 2019
Sauber zugeschnitten
Reinwasserstrahl-Schneidanlage von Perndorfer: An der Z-Achse des Achsportals ist für den Transfer der Filtermatten eine Rahmenkonstruktion mit Sauggreifern montiert. ()

Perndorfer Maschinenbau im österreichischen Kallham ist ein Entwickler und Hersteller von Wasserstrahlschneidanlagen. Das mittelständische Familienunternehmen nutzt für die automatisierte Beladung seiner Achtkopf-Reinwasserstrahl-Schneidanlage modulare Linearachsportale von Rollon. Die Maschine verfügt über vier umlaufende Wechseltische, die automatisch mit Filtermatten beladen werden. Aus denen schneidet die Reinwasserstrahl-Schneidanlage dann die gewünschten Filterformate aus. Für die Aufgabe setzte Konstrukteur Andreas Perndorfer auf ein lineares Automationskonzept: ein auf die Anwendung zugeschnittenes Linearachs- portal mit zwei Tecline-Achsen des Bautyps PAR aus der Rollon Actuator Line.

An der Z-Achse des Achsportals ist für den Transfer der Filtermatten eine Rahmenkonstruktion mit Sauggreifern montiert. Mit den Sauggreifern wird je eine Filtermatte vom Stapel angesaugt und durch den Achsroboter auf einem der Wechseltische abgelegt. Es lassen sich auch mehrere Schichten des Materials übereinanderstapeln.

Präzise, dynamisch, robust

Nach dem Beladen fährt die Schneidpalette automatisch in den Schneidbereich, um die Ausschnitte zu erzeugen. Das Abräumen fertiger Zuschnitte und Verschnittreste am anderen Ende der Maschine erfolgt manuell. Dann wird die leere Schneidpalette unter der Maschine wieder zur Beladestation durchgeschleust.

Das modulare Automationskonzept Rollon Actuator Line überzeugte Perndorfer nicht nur wegen seiner hohen Präzision und Dynamik, wie der Hersteller des Systems ausführt. Auch die hohe Belastbarkeit und die robuste Ausführung der Linearachsen und aller Zubehörteile hätten für die Maschinenbeladung mit einem kartesischen Zweiachsrobotersystem von Rollon gesprochen.

Pick-and-Place-Module aus Tecline-Achsen mit Zahnstangenantrieb und Laufrollenführung gewährleisten eine präzise, schnelle und leise Handhabung von Lasten von zehn bis 2.000 Kilogramm. Die gehärteten, schräg verzahnten Zahnstangen der Achsen können auf Anfrage auch geschliffen ausgeführt werden.

Den Linearachstyp PAR als Basis des Linearachsportals gibt es in sechs Baugrößen. Er ist auf maximale Geschwindigkeiten von 3,5 Meter pro Sekunde und Beschleunigungen von zehn Meter pro Quadratsekunde ausgelegt. Der maximale Verfahrweg eines Achsprofils liegt bei 1,8 Metern. Längere Strecken lassen sich durch Verbinden mehrerer Achsprofile überbrücken.

Perndorfer setzt bei lineartechnischen Automationsproblemen bevorzugt auf den Anbieter. Das liegt nicht nur an der Qualität, wie er ausführt: »Wichtig und sehr angenehm sind auch der Service und die fachliche Kompetenz der Rollon-Ansprechpartner hinsichtlich Konstruktion und Maschinenbau.«

Spritzgussteile entnehmen

Auch das US-amerikanische Unternehmen Stone Plastics & Manufacturing aus Zeeland, Michigan, setzt auf die Eigenentwicklung von kartesischen Robotern auf Basis von Rollon-Linearachsen. Standardroboter zum Entnehmen von Spritzgussteilen sind oft teurer und weniger flexibel als modulare Automationssysteme. Mit den kundenspezifisch anpassbaren kartesischen Robotern zur Entnahme von Kunststoffteilen aus den Spritzgussformen kann das Unternehmen seine Kosten besser steuern und überwachen. Zudem erlaubt es ihm, mehr Branchen zu bedienen.

Werkzeug mit Saugnäpfen

Stone Plastics betreibt 68 Spritzgussmaschinen mit Größen von 22 bis 1.000 Tonnen, die hauptsächlich für Produkte der Automobil- und Verbrauchsgüterindustrie im Einsatz sind. Dazu kommen rund 800 verschiedene Formen mit je bis zu 16 Kavitäten. Daneben produziert es Kunststoffteile für andere Branchen wie Möbelhersteller, Freizeiteinrichtungen oder Hersteller von Baumaschinen und Werkzeugen.

Die Dreiachs-Roboter von Stone Plastics mit Werkzeugen am Ende des Arms (EOAT) entnehmen die Kunststoffteile aus den Formen. Das EOAT-Werkzeug ist mit Saugnäpfen ausgestattet. Diese heben die fertigen Teile an und legen sie auf einem Förderband ab. Die durchschnittlichen Zykluszeiten liegen dabei, je nach Anwendung, zwischen zehn und 30 Sekunden.

Dank des Einsatzes eigener Entwicklungen kann das US-Unternehmen auch seine Produktionsflächen effizienter nutzen. So können die Teile am Ende der Presse statt wie bisher an der Seite der Presse entnommen werden. Dadurch können die Pressen näher zusammenrücken. Außerdem lassen sich die Bedienplätze für mehrere Pressen dicht beieinander anordnen, um das Material direkt am Gang zu handhaben.

Da Ausfallzeiten kostenträchtig sind, benötigte man zuverlässige Linearachsen. Nach der Überprüfung ihrer technischen Eigenschaften, ihrer Leistungsmerkmale und ihrer Fähigkeiten war laut Rollon schnell klar, dass die modularen Automationssysteme des Anbieters die logische Lösung waren.

Wenig Raum benötigt

Die Rollon-Achsen R-Smart 120 und 160 wurden wegen ihrer hohen Belastbarkeit und ihrer geringen Abmessungen ausgewählt. Die Serie erreicht ihre Leistungswerte mit zwei parallelen Profilschienen anstelle einer einzelnen Profilschiene.

Ein weiterer Vorteil der hohen Momentübertragung ist die Tatsache, dass ein freitragendes Portal eingesetzt werden kann, wenn der Platz knapp ist. Stattdessen kann R-Smart auch in einem freitragenden XYZ-System eingesetzt werden. Die S-Smart-Z-Achse haben die Amerikaner laut Rollon hauptsächlich wegen ihres günstigen Preis-Leistungs-Verhältnisses ausgewählt. Sie hat einen robusten und festen Antriebskopf aus eloxiertem Aluminium sowie ein Profil aus stranggepresstem Alu mit einem Querschnitt von 65 Millimetern.

Diese Linearachse wird von einem Polyurethanriemen mit Stahllitzen in einer Omega-Konfiguration angetrieben. Die Lasten werden von einer einzelnen Linear-Profilführungsschiene mit zwei Führungswagen mit Kugelumlauflagern getragen. Das senkt nicht nur die Kosten gegenüber doppelten Linearachsen für die X-Achse, sondern vermeidet auch zusätzliche Komplikationen und Kosten, unter anderem durch Steuerungen, Getriebe, Motoren und Verbindungswellen, so der Anbieter. Durch den Einsatz der R-Smart in den X- und Y-Achsen spare Stone Plastics sowohl kurz- als auch langfristig.

Hannover Messe: Halle 17, Stand C32

Erschienen in Ausgabe: 02/2019
Seite: 72 bis 73