antriebstechnik 9/2020

HANDHABUNGSTECHNIK TITEL

HANDHABUNGSTECHNIK TITEL 01 Profilschienenführung für alle gängigen Profilschienenführungen erhältlich 02 Exzentergetriebe Kraftübersetzung zwischen Motor und Klemmbacken 03 Klemmbacken werden an die Freiflächen der Profilschienenführung gepresst 04 Gehäuse aus chemisch vernickeltem Stahl 05 elektrischer Antrieb zur Erzeugung der Klemmkraft 06 Kulissenstein zur schwimmenden Lagerung 09 06 05 03 08 07 Notbetätigung manuelles Öffnen bei Energieausfall möglich 08 Elektrische Anschlussleitung Ansteuerung und Energieversorgung 09 Einstellschraube Korrektur der Schienentoleranz 01 07 04 02 01 VON DER PNEUMATIK ZUM ELEKTRISCHEN SYSTEM Seit Jahrzehnten ist die Pneumatik in dieser Handhabungstechnologie vorherrschend. Vor dem Hintergrund einer steigenden Anzahl an Varianten in der Montagelinie und gleichzeitigem Wunsch nach Nachhaltigkeit, wächst der Wunsch der Automobilhersteller, neue Wege in Richtung Elektrifizierung/Elektromobilität bzw. Digitalisierung von Prozessabläufen zu gehen. Weiterhin war für die Neuentwicklung des Handhabungsgerätes nach Vorgaben wichtiger Automobilhersteller die Nutzung von Ressourcen und vor allem eine hohe Flexibilität im Einsatz wichtig. Das neue System musste den Anforderungen im Hinblick auf sich schneller ändernde Produktionsprozesse gerecht werden. Auch sollte es zukunftssicher sein im Hinblick auf zukünftige Produktserien, deren Eigenschaften zurzeit noch völlig unbekannt sind. „Die Anforderung, in den Produktionswerken Varianten und Fahrzeuge mit abzubilden, die man bislang noch gar nicht kennt, nimmt zu. Hier gilt es in Richtung Elektrifizierung nachzudenken, wo gezielter Einsatz von Sensorik die Montageprozesse zurückspielen kann, und so die „Inbetriebnahme-Strategie“ beschleunigen kann. Für uns ist wichtig, dass der Kunde unsere Systeme auch selbst auf sich ändernde Fahrzeugtüren anpassen kann, d. h. einrichten und umsetzen kann,“ unterstreicht Aaron Geenen, Entwicklungsleiter von EFS, seine Herangehensweise. Im neuen Handhabungssystem sind - wie anfangs erwähnt - mehrere LKE-Klemmeinheiten der Zimmer Group, die auf einer Linearführung aufgebaut sind, verbaut. Ganz im Sinne einer Zukunftslösung überzeugen diese schnellen elektrischen Klemmelemente – im Gegensatz zu einer pneumatischen Lösung – vor allem mit ihrer integrierten Statusabfrage (offen/geschlossen). Diese wird über sicherheitsgerichtete digitale Zustandssignale ausgegeben. Die Kinematik erfolgt dabei über eine Exzenterwelle mit mechanischer Selbsthemmung (bistabil). Aufgrund des selbsthemmenden Funktionsprinzips wird im geschlossenen Zustand die volle Haltekraft selbst bei Stromabfall oder im stromlosen Zustand (z. B. bei einer abgeschalteten Anlage) aufrechterhalten und die genaue Position sichergestellt. Durch ihre elektrische Funktionsweise können die Klemmen überall eingesetzt werden, wo Strom verfügbar ist. Einezusätzliche Versorgung durch Pneumatik oder Hydraulik ist nicht notwendig. FLEXIBLE FUNKTIONSWEISE Durch die elektrische Ausführung ist die Serie LKE neben einem Einsatz in der Automobilindustrie besonders für den Einsatz in sensiblen Bereichen wie der Elektronikfertigung, dem Medizin- sowie dem Pharma- und Healthcare-Bereich geeignet. Denn im Gegensatz zu einem pneumatischen System gibt es keine Verunreinigungen in Form von z. B. Schmutzpartikeln, die vom elektrischen Klemmelement in die Anlage eingebracht werden können. EFS setzte für die definierten Anforderungen bewusst auf ein teilautomatisiertes System. So ist laut Geenen eine „fähigkeitsbasierte Aufgabenteilung“ möglich. Der Mensch ist hier durch seine kognitiven Fähigkeiten in vielen Bereichen einem vollautomatisierten, robotergestützten Handhabungsgerät überlegen. Zum Beispiel leistet der Mensch in einem Fügevorgang mit all seinen Toleranzen und Abweichungen oder beim Einsetzen einer Tür eine hocheffiziente Arbeit. Bei taktzeitrelevanten Prozessen mit überlagerten Bewegungsabläufen ist eine Automatisierung jedoch sinnvoll. „Weitere Vorteile im Vergleich zur Vollautomatisierung sind die geringeren Anpassungsprozesse und die verhältnismäßig geringeren Betriebskosten“, führt Geenen weiter aus. Das neuentwickelte Türeneinbaugerät ist sehr flexibel und kann sehr einfach - ähnlich wie bei einem Werkstattwagen - von Hand an die Karosserie geschoben werden. Danach fährt man mit dem Gerät an die entsprechende Tür heran. Eine Saugereinheit mit Greifmechanismus hebt die Tür (teilautomatisiert) aus dem Türrahmen heraus. Dabei hält das Klemmelement der Zimmer Group die Tür in sicherer Position und ermöglicht so dem Bediener, verschiedene Funktionen am Greifer auszuführen. So können z. B. unterschiedliche Verfahrwege realisiert und damit ein werkerspezifisches Anfahren der Bewegungsabläufe innerhalb der Montage einer PKW-Tür ermöglicht werden. „Das elektrische Klemmelement nimmt gegenüber dem elektrischen Antrieb im geschlossenen Zustand erhöhte Kräfte auf und sichert die Position energielos ohne Verschiebung ab. Somit wird der Antrieb 14 antriebstechnik 2020/09 www.antriebstechnik.de

TITEL HANDHABUNGSTECHNIK entlastet und kann im positionierten Zustand abgeschaltet werden. Daraus entstehen Vorteile bei der Auslegung der Antriebe und der Energiebilanz“, schildert Stefan Heiland, Produktmanager bei der Zimmer Group die Vorteile der Serie LKE in dieser Anwendung. STEUERUNG ÜBER DIGITALE SIGNALE 02 Der Werker kann über die XY-Schiene bzw. über das Handhabungssystem die Tür zum Fahrzeug transportieren und dort verbauen. Dabei sind alle Freiheitsgrade implementiert und können somit eine Vielzahl von Varianten abdecken (im Vergleich zu herkömmlichen Handhabungsgeräten). Über ein am Handhabungsgerät befindliches Touchpad kann man jeden Schritt einzeln, schnell und einfach auswählen und entsprechend anpassen. z. B. die Aufund Abnahmeposition sowie weitere Prozessparameter. „Die Flexibilität der Zimmer-Klemmelemente und dass sie durch ihre integrierte Elektronik ganz einfach über digitale Signale angesteuert werden können, waren für unser neues System von großem Vorteil“, so Geenen. „Ebenso, dass der erreichte Zustand der LKE-Serie dank integrierter Logik, sicherheitsgerichtet an die Steuerung mittels einer einfachen Kommunikationsschnittstelle übermittelt wird“, fügt Geenen hinzu. Das Handlingsystem ist voll anpassungsfähig, d. h. es ist in der Lage, sich auf jede Türvariante einzeln einzustellen. Die entsprechenden Werte dafür bekommt es durch die Leitsteuerung mitgeteilt und kann sich so entsprechend rüsten bzw. einstellen. Weiterer Vorteil der teilautomatisierten Anlage ist, dass der Montageprozess selbst durch die Hinterlegung der Parameter in der Steuerung weniger fehler- und störungsanfällig. GUT AUFGEHOBEN Zur Zusammenarbeit mit der Zimmer Group äußert sich Christoph Göller, der kaufmännische Geschäftsführer von EFS, überaus positiv. „EFS ist seit langem Kunde bei Zimmer und setzt diese Komponenten schon seit Jahrzehnten ein. Wir legen Wert auf namhafte Hersteller, einwandfreie Komponenten, Verfügbarkeit und Nachhaltigkeit und deshalb fühlen wir uns bei Zimmer auch gut aufgehoben“. So ist davon auszugehen, dass auch in Zukunft die Kooperation der schwäbischen Erfinder und der badischen Pioniere zu weiteren Projekten führen wird. Bilder: Zimmer Group www.zimmer-group.com 01 Funktionsansicht der elektrischen Baureihe LKE 02 Der Mitarbeiter kann über die XY-Schiene bzw. über das Hubsystem die Tür zum Fahrzeug transportieren und dort verbauen DIE IDEE „Bislang war die Leistungsfähigkeit pneumatischer Klemmelemente unerreicht. Mit der Entwicklung der elektrischen Serie LKE ist uns ein schnelles Klemmelement mit einfachster Ansteuerung gelungen. Somit ist es möglich pneumatische Elemente in Automatisierungsanwendungen zu ersetzen. Überdies mit dem Mehrwert der integrierten Stellungsabfrage.“ Stefan Heiland, Produktmanager bei der Zimmer Group www.antriebstechnik.de antriebstechnik 2020/09 15