antriebstechnik 11/2017

LINEARTECHNIK Die Luft

LINEARTECHNIK Die Luft ist raus Direktantriebe ersetzen Pneumatik in Montageanlagen für Mikroschalter Ein, aus, hin, her – die Montage von Mikroschaltern ist ein bisschen wie das Produkt selbst: Ein ständiges Hin- und Herspringen zwischen zwei festen Positionen. Die Gründe, warum UBH Mechanical Engineering dafür frei programmierbare, direkt angetriebene Pick-&-Place-Module von Weiss anstelle der üblichen Pneumatikmodule einsetzt, sind vielfältig. Sarah Rachor ist Fachkraft im Global Marketing der Weiss GmbH in Buchen „Die Energiekosten waren eines der Hauptargumente für Weiss”, erklärt Siegfried Schwarzer, Geschäftsführer der UBH Mechanical Engineering. „Unser Kunde EMS legt bei seinen Anlagen zur Montage von Mikroschaltern großen Wert auf geringen Energieverbrauch.” Der klassische Sondermaschinenbauer UBH Mechanical Engi neering mit Sitz im bayerischen Ebermannsdorf fertigt Montage-, Prüf- und Verpackungsanlagen mit integrierten Prozessen für kleine bis mittelgroße Bauteile der Automobil-, Elektrotechnik- und Solarbranche. Obwohl erst seit 2005 am Markt, kann das Unternehmen schon einen treuen Kundenstamm vorweisen: Die Anlage für EMS, Hersteller von elektromechanischen Schaltsensoren, ist bereits die vierte ihrer Art. Ein Erfolg, den Schwarzer nicht nur seinem 25-köpfigen Team aus jungen, erfahrenen Mitarbeitern zuschreibt, sondern auch seinen Lieferanten. „Wir können und wollen nicht bei jedem Auftrag neue Lieferanten anfragen,” erklärt Schwarzer sein Konzept, „stattdessen vertrauen wir bei Zukaufteilen lieber auf wenige, aber starke Partner, mit denen wir gemeinsam Lösungen für die aktuellen Herausforderungen erarbeiten.” Weiss gehört schon von Anfang an zu diesen Partnern. „Die Rundschalttische von Weiss sind meiner Meinung nach die Nummer 1”, lautet Schwarzers einfache Begründung. So stammen natürlich auch bei der aktuellen Mikroschalter-Montageanlage die Rundschalttische aus Buchen – drei in einer Reihe angeordnete, fest taktende TC 320 bilden die Basis der Sondermaschine. „Gerade“ und „mit Strom“ Die Herausforderung lag jedoch diesmal weniger beim Werkstücktransport, sondern beim Zuführen der Bauteile über Pick & Place. „Bisher haben wir zu diesem Zweck Pneumatikmodule eingesetzt”, erklärt Konstruktionsleiter Tobias Döllner, „aber bei den vorgegebenen Taktzeiten von 1,5 s wäre der zu erwartende Luftverbrauch hoch gewesen.” Das wiederum bedeutet hohe Betriebskosten, denn Druckluft ist nun einmal die teuerste Energieform im Unternehmen. Hier bieten elektrische Antriebe klare Vorteile. 01 Die beiden Pick-&-Place-Module punkten mit einer Beschleunigung von 40 m/s 2 und sind frei programmierbar Da kam es mehr als gelegen, dass der Partner Weiss nicht nur „gerade” kann, sondern auch „mit Strom”. Die HP 70 und HP 140 Pick- &-Place-Module aus Buchen kombinieren jeweils zwei Linearmotorachsen und nutzen die Vorteile des Direktantriebs – hohe Dynamik, freie Programmierbarkeit und höchste Genauigkeit – voll aus. Beim gerade mal 60 mm schmalen HP 70 sind die zwei Linearmotorachsen parallel übereinander angeordnet und mit einer kinematischen Einheit verbunden. Das Verschieben der Achsen zueinander ermöglicht so einen vertikalen Hub von bis zu 70 mm. Durch die Kombination einer vertikalen mit einer horizontalen Linearachse beim Modell HP 140 vergrößert sich dieser Hub auf mehr als das Doppelte und gleichzeitig steigt die Nutzlast auf bis zu drei Kilogramm. Mehr als genug „Spielraum” für Döllner und seine Kollegen zur Konstruk tion ihrer Sondermaschine. Den Startschuss für die Montage der Mikroschalter gibt ein HP 70, der den Anker in die Werkzeughalterung des ersten Rundschalttisches einlegt. Ein weiteres HP 70 setzt dann das von einer Coil ausgestanzte und fertig gebogene Federelement, den sogenannten Flapper, auf, bevor nach einigen Prüf- und Reinigungsschritten ein HP 140 die Baugruppe an den zweiten Rundschalttisch übergibt. Dort wird nach dem Ein legen des Gehäuses der Unterkontakt platziert, was mit äußerster Präzision geschehen muss. „Wir erreichen mit dem HP 70 eine Positioniergenauigkeit von 0,02 mm – mit fester Aufnahme und ohne jegliche Indizierung”, schwärmt Döllner. Die hohe Positioniergenauigkeit des HP 70 mit seinen direkt auf den Achsen sitzenden Messsystemen steht natürlich nur dann zur Verfügung, wenn auch das Gegenstück, also der Rundschalttisch, eine ähnliche Positioniergenauigkeit aufweist und beide Komponenten aufeinander abgestimmt sind. Von Weiss kommt in diesem Fall nicht nur das HP 70 und ein Rundschalttisch mit erhöhter Posi- 120 antriebstechnik 11/2017

02 Die kinematische Einheit des HP 70 ermöglicht einen Vertikalhub von 70 mm tioniergenauigkeit, sondern auch der Aufbau teller – der zusammen mit dem Rund schalttisch vermessen wurde. Nach dem Setzen des Unterkontakts werden mit ähnlicher Präzision noch weitere Elemente und die Ankerbaugruppe von Tisch 1 in das Gehäuse eingelegt. Nach dem Aufsetzen der Deckelbaugruppe wird der Mikroschalter dann schließlich mit einem langen Hub an den dritten Rundschalttisch zum Laserschweißen und der Endbearbeitung übergeben. Spätestens bei diesem Hub hätten die HP-Module wohl „das Rennen gemacht”, wäre die Entscheidung gegen die Pneumatik nicht schon viel früher gefallen. Lange Hübe wie hier 380 mm sind für pneumatische Picker zwar kein Problem, doch in Sachen Geschwindigkeit ist bei diesen Distanzen schnell die Luft raus. „Nach unseren Erfahrungen sind Linearmotorachsen etwa ab einem Hub von 80 mm einfach schneller”, weiß Döllner. Dank einer Beschleunigung von 40 m/s 2 und einer maximalen Geschwindigkeit von 4 m/s schafft das HP 140 den langen Hub in 0,4 s ohne die Gesamtanlage auszubremsen. Riffelbildung Alles frei programmierbar Apropos Bremsen: Bewegungen mit einer so hohen Dynamik müssen natürlich auch irgendwann einmal abgebremst werden. Wo der Pneumatik nur ein einfacher Dämpfer und ein kräftiger Rumms bleibt, kann bei den HPs die Verzögerungsrampe sowie das gesamte Beschleunigungsver halten frei programmiert und auf sanfte, produkt- und gehörschonende Hübe hin optimiert werden. Eine Tatsache, die der UBH Mechanical Engineering entgegenkommt – nicht nur weil man als Tochter des Intralogistikanbieters UBH Software & Engineering dort softwareaffin ist. „Die freie Programmierbarkeit der Pick-&-Place-Module über die Weiss Application Software ermöglicht eine problemlose Anpassung an neue Produktvarianten ganz ohne Schrauben, sozusagen auf Knopfdruck”, freut sich Döllner. Eine Flexibilität, die aktuell zwar noch nicht gefragt ist, aber allein schon wegen des ruhigen Laufs und der hohen Dynamik der Module, ihrer Präzision und Energie effizienz dürfte klar sein, dass in Sachen Pick & Place bei der UBH Mechanical Engineering in Zukunft für die Pneumatik die „Luft raus ist”. Besuchen Sie uns: Halle 3A / Stand 529 Nürnberg, 28. – 30.11.2017 www.weiss-gmbh.de