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antriebstechnik 3/2015

antriebstechnik 3/2015

LINEARTECHNIK Offen für

LINEARTECHNIK Offen für Anschluss Frei programmierbare Linearmotorachsen lösen Spindelantriebe und Zahnriemen beim Montagehandling ab Für eine flexible Servozelle zur Montage von Kugellagern hat ein Automatisierungshersteller erstmals frei programmierbare Linearmotorachsen eingesetzt. Trotz hoher Prozessgeschwindigkeiten und Ansprüche an Mechanik und Regelungstechnik eine erfolgreiche Kombination. Warum auch die Offenheit der Linearachsen für Antriebe anderer Hersteller entscheidend war, erfahren Sie hier. B ei OKU in Winterbach, bis heute bekannt für kurvengesteuerte Hochleistungs- Montageautomaten, hat bereits vor Jahren ein Paradigmenwechsel stattgefunden: Konsequent wurde das Know-how aus der mechanischen Kurventechnik auf Servoantriebe übertragen. So entstanden leistungsstarke Montageanlagen für Langteile aus der Beschlagindustrie mit langen variablen Verfahrwegen und hoher Variantenvielfalt. Um stets die bestmögliche Lösung für die angefragte Problemstellung bieten zu können, sollen in Zukunft auch flexible Montageautomaten und eigenständige Servozellen ins Programm aufgenommen werden. Kleinere Produktionszellen, die sich durch eine hohe Produktivität und Flexibilität bei maximaler Leistung auszeichnen. Drei Kriterien, die die Linearmotorachsen von Weiss dank ihrer langen Verfahrwege, ihrer hohen Dynamik und freien Programmierbarkeit erfüllen können. Naheliegend also, dass sich OKU bei der Auswahl der Komponenten für die Linearsysteme aus Buchen entschieden hat. Linearachsen treiben Montagezelle an Die aktuelle Servozelle für einen Maschinenbau-Zulieferer bestückt und montiert Spezialkugellager in verschiedenen Baugrößen. „Kurvengesteuerte Automaten bieten synchrone Arbeitsschritte mit kurzen Hüben, doch in diesem Fall waren lange Verfahrwege und asynchrone Bewegungsabläufe gefordert”, erläutert Gerhard Buchhöcker, Leiter der Konstruktion bei OKU seine Entscheidung, nur direkt angetriebene Linearmotorachsen einzusetzen – Spindelantriebe wären zu langsam, Zahnriemen zu wartungsaufwändig und ungenau. Bei der Wahl des passenden Herstellers für die Linearachsen konnte sich Buchhöcker auf die Empfehlung von Klaus Keck von Promicon, Hersteller von hochdynamischen Antriebssystemen, verlassen. Die beiden Unternehmen arbeiten schon seit vielen Jahren im Bereich Antriebstechnik zusammen. „Bei direkt angetriebenen Linearachsen gibt es ohnehin nicht allzu viele Anbieter”, weiß Keck, „und die meisten tun sich bei der Implementierung schwer. Die Weiss Linearmotorachsen dagegen sind einbaufertig – alles passt und das Konzept funktioniert.” Ein Urteil, das erste Versuche bei OKU mit der geplanten Kombination einer HN 100 mit einer HL 100 Linearmotorachse der Komponentenhersteller bestätigen sollten. Im Prototyp wie später in der Servozelle übernimmt die robuste HN dabei die Bewegung in X-Richtung, eine hochdynamische HL, die dank ihres leistungsstarken Bremsmoduls auch senkrecht eingebaut werden kann, die Bewegung in Y-Richtung. „Allein die schlanke Bauform der Achsen ist ein großer Vorteil, insbesondere bei Rundschalttischen mit ihrem begrenzten Platzangebot – so wie bei unserer Servozelle”, 24 antriebstechnik 3/2015

LINEARTECHNIK 01 In der Servozelle bei OKU arbeiten zwei Linearmotorachsen von Weiss horizontal und vertikal zusammen 02 Neben den Linearmotorachsen HN und HL kommt auch der TC Rundschalttisch von Weiss zum Einsatz 03 Lieferbar mit und ohne Steuerung: Anbindung an Fremdantriebe möglich erinnert sich Buchhöcker. „Vor allem aber sind die Achsen sehr stabil, schnell und extrem dynamisch. Wir handhaben relativ große Teile mit schweren Greifern und sehr schnellen Prozessbewegungen; nutzen also alles, was die Achse an Dynamik hergibt.” Software zur Steuerung der Achsen Mit einer maximalen Beschleunigung von jeweils 40 m/s 2 und einer maximalen Geschwindigkeit von 4 m/s lässt das dynamische Duo hinsichtlich der Mechanik kaum Wünsche offen. Weiss hat eine Softwarelösung im Programm, die die Achsen bei der Konfiguration, Steuerung und Fehleranalyse unterstützt. Mit der Application Software wird eine einfache und intuitive Inbetriebnahme der Linearkomponenten ermöglicht. Um jedoch alle Reserven innerhalb der Servozelle voll nutzen zu können, bedarf es einer ausgeklügelten Steuerungstechnik. Von Vorteil ist, dass die Präzisionskomponenten von Weiss generell für die Anbindung an Antriebe und Steuerungen anderer Hersteller offen sind. So auch die Linearmotorachsen, die bei der Servozelle von OKU mit den Servoreglern von Promicon geregelt und gesteuert werden. Das Varimotion-System ist von Hause aus so konzipiert, dass Servomotoren unterschiedlicher Bauform von verschiedenen Herstellern direkt betrieben werden können. Die Kommunikation mit den Linearachsen und den übrigen Anlagenkomponenten übernehmen dabei frei parametrierbare Reglermodule, die wiederum ihre Befehle von einem Mastermodul erhalten, in dem auch die Parameter und Firmware der Servoregler abgelegt sind. Besonderen Wert legt Promicon dabei auf die Genauigkeit der Kommunikation zwischen Master und Regler, denn, so Keck: „Beim Einsatz von hochdynamischen Servoantrieben werden oft Grenzen sichtbar, die nur mit ausgeklügelter Regelungstechnik und kürzesten Reaktionszeiten überwunden werden können.” Weil eine Regelung aber nur so gut sein kann wie die Mechanik, wird bei Weiss großer Wert darauf gelegt, auf der konstruktiven Seite allen Ansprüchen gerecht zu werden. Dank einer präzisen Kugelumlaufführung kann das integrierte absolute Messsystem der HN 100 wie auch der HL 100 neben der hohen Dynamik noch eine absoluten Wiederholgenauigkeit von 2 µm an die Steuerung melden. Anpassung der Servozelle auf 24 Lagergrößen So gibt auch bei der flexiblen Servozelle ein fest taktender TC 220 mit acht Stationen den Rhythmus vor. Nach der Zuführung aus einem Wendelförderer werden die Lagerringe der Spezialkugellager von der ersten HN/HL 100-Kombination gegriffen und in den Werkstückträger eingesetzt. Auf der gleichen Station entnehmen die Linearmotorachsen außerdem die fertigen Lager und legen sie auf Förderbändern für Gut- und Schlechtteile ab. Nach dem Einlegen der Lagerringe werden in der nächsten Bearbeitungsposition die Kugeln eingesetzt, worauf ein zweites, ähnlich aufgebautes Linearachsenpaar den zweiten Lagerring aufsetzt. In weiteren Stationen wird das Lager dann gefettet, mehrfach kontrolliert, die Kugelführung eingepresst, eine Laserbeschriftung aufgebracht und ein O-Ring montiert. Bei den letzten beiden Arbeitsschritten übernimmt jeweils eine HL 50 als Nebenachse die Aufgabe, das Lager anzuheben. Nach kurzer Umrüstung durch Wechsel der Aufnahmen, Greifer und des Steuerprogramms kann die flexible Servozelle auf 24 verschiedene Lagergrößen und -typen angepasst werden. „Die freie Programmierbarkeit des Systems erleichtert es sehr, Positionen zu finden oder zu korrigieren, um die Arbeitsstationen einzurichten – ein weiterer Vorteil gegenüber den kurven gesteuerten Handhabungsmodulen.” www.weiss-gmbh.de Video Application Software Software von Weiss zur einfachen Inbetriebnahme der Linearkomponenten http://bit.ly/Weiss_Software antriebstechnik 3/2015 25

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