Zweiachs-Positioniersystem für kurze Taktzeiten

Vom Standard abgewichen

Kurze Taktzeiten und wenig Platz - das waren die Anforderungen eines Kunden, der bei einer Pick&Place-Anwendung kleine Bauteile mit hoher Ausbeute handhaben muss. IEF-Werner entwarf ein doppeltes Zweiachs-Positioniersystem aus Lineareinheiten, bei denen der Motor bei der Bewegung nicht mitgeführt wird, sondern extern angebracht ist. Die Gewichtseinsparung beschleunigt die Prozesse um bis zu 15 Prozent.
 Die Positioniersysteme wurden Rücken an Rücken verbaut. Auf den beiden horizontalen Achsen befinden sich jeweils die vertikalen Achsen, an denen Greifer befestigt sind.
Die Positioniersysteme wurden Rücken an Rücken verbaut. Auf den beiden horizontalen Achsen befinden sich jeweils die vertikalen Achsen, an denen Greifer befestigt sind.Bild: IEF-Werner GmbH

Kleine, leichte Komponenten für die Montage bereitstellen? Das sind häufig gestellte Aufgaben in Automatisierungsanwendungen. Nicht selten werden dafür Positioniersysteme verlangt, die vom Standard abweichen. „Die Kunden fordern ein schnelles, punktgenaues Positionieren bei hoher Wiederholgenauigkeit“, erklärt Thomas Hettich, Produktmanager bei IEF-Werner. Zu diesen Kunden gehört auch ein Unternehmen, das eine Pick&Place-Lösung benötigt, die kompakte Komponenten in hohen Taktzahlen handhaben soll. Für diese anspruchsvolle Aufgabe stand wenig Platz zur Verfügung.

Um im Vergleich zu anderen zweiachsigen Lösungen deutlich kürzere Taktzeiten zu erreichen, wurden für die Lösung die Lineareinheiten Modul 160/15 und Modul 115/42 und die Auslegerachsen der Typen Modul 33 ZOM und Modul 55 ZOM kombiniert. Bei den Auslegerachsen handelt es sich um Einheiten für den Vertikal- oder Horizontalbetrieb. Der feststehende Motor ist neben dem Motor der X-Achse angebracht. Weil der Motor der Auslegerachse auf diese Weise nicht mitfahren muss, erreicht die Lösung eine deutliche Gewichtseinsparung – und ermöglicht damit schnellere Bewegungen. Über einen Zahnriemen wird die Kraft des Motors auf die Auslegerachse umgelenkt und bewegt so den Ausleger der Z-Achse.

Durch die besondere Kinematik kann sich der Auslegerarm komplett aus dem Arbeitsraum zurückziehen. Die maximale Geschwindigkeit der ZOM-Baureihe beträgt 3m/s und die aufzunehmende Last liegt bei 4kg. „Wir haben den Hub auf 1.500mm der X-Achse begrenzt“, erklärt Hettich. „Denn je länger der Hub, desto länger muss auch der Zahnriemen sein.“ Weil dieser mitgeführt wird, würde das auf Kosten der Schnelligkeit und Wiederholgenauigkeit gehen. Da die Kabel für die Auslegerachse nicht mitbewegt werden müssen gibt es an dieser Stelle keinen Verschleiß.

Rücken an Rücken: das Doppel-Handling

„Die Lösung, die wir für den Kunden entwickelt haben, besteht aus zwei dieser Positioniersysteme, die wir Rücken an Rücken verbaut haben“, so Hettich. „Wir haben vorne und hinten die beiden horizontalen Achsen. Darauf befinden sich jeweils die vertikalen Achsen, an denen Greifer befestigt sind.“ Um die Achsen anzutreiben, sind auf einer Seite drei Motoren, gegenüber davon ein Motor verbaut. Die Antriebstechnik selbst hat der Kunde vorgegeben. Das sei aber kein Problem gewesen, denn die Motoren ließen sich einfach integrieren, sagt Hettich. Es sei keine Interpolation erforderlich wie in vergleichbaren Systemen. „Mit unserer Lösung kann der Anwender die Achsen einfach programmieren und ansteuern.“ Die beiden Positioniersysteme haben die IEF-Techniker an die kundenseitige Konstruktion mit Nivellierelementen adaptiert. Dabei ist die IEF-Lösung sehr eigensteif: Sie trägt sich selbst, ohne dass die Lineareinheiten durchhängen.

Die Aufgabe hätte sich auch anders lösen lassen, etwa mit dem Modul 115/42 für die horizontale Bewegung und als Auslegerachse das Modul 68. „Wir können mit dieser Kombination höhere Lasten bewegen, müssen aber den Motor jeweils mitführen. Der Vorteil, den uns die jetzt realisierte Lösung liefert, wäre allerdings dahin“, fährt Hettich fort. „Denn so erreichen wir eine Taktzeitersparnis von zehn bis 15 Prozent.“ Dazu kommt: Weil weniger Masse bewegt werden muss, spart der Anwender auch Energie ein.

Das könnte Sie auch Interessieren

Bild: P.E. Schall GmbH & Co. KG
Bild: P.E. Schall GmbH & Co. KG
Doppeltes Jubiläum

Doppeltes Jubiläum

Sindelfingen, Sinsheim, Stuttgart – die Motek hat in ihren 40 Jahren Messegeschichte schon einige Stationen durchlaufen. Die Geschäftsführerin des Messeveranstalters P.E. Schall, Bettina Schall, berichtet im Interview mit dem SPS-MAGAZIN über den Charakter der Messe, Erfolge und Herausforderungen für einen Messeveranstalter in der Automatisierungsbranche und aktuelle Technologietrends. Außerdem gibt es neben 40 Jahren Motek noch ein weiteres Jubiläum zu feiern: 60 Jahre Schall-Messen.

Bild: TeDo Verlag GmbH
Bild: TeDo Verlag GmbH
„Alle sind am Start“

„Alle sind am Start“

Im Rahmen einer Pressekonferenz hat der Veranstalter Mesago Details zur SPS-Messe 2022 bekannt gegeben, die vom 8. bis 10. November stattfindet. Nach zwei Jahren, in denen die Fachmesse pandemiebedingt ausfiel, sollen dieses Jahr in Nürnberg wieder die neuesten Produkte und Lösungen für die industrielle Automation zu sehen sein.

Bild: TeDo Verlag GmbH
Bild: TeDo Verlag GmbH
Welcome to 
Open Webinar World

Welcome to Open Webinar World

Mit Open Webinar World hat der TeDo Verlag jetzt eine neue Plattform für seine TechTalks gelauncht. Webinar-Teilnehmer profitieren von zahlreichen Vorteilen und können das breite Themenangebot zukünftig noch komfortabler nutzen. Anmeldung und die Teilnahme an den Automation TechTalks bleiben natürlich weiterhin kostenlos.

Bild: Pepperl+Fuchs SE
Bild: Pepperl+Fuchs SE
Schlüsselfertige Vision-Lösungen

Schlüsselfertige Vision-Lösungen

Pepperl+Fuchs bietet neben einem umfangreichen Vision-Produktportfolio nun auch Lösungsunterstützung für seine Kunden. Der 2022 neu gegründete Geschäftsbereich Factory Solutions konzentriert sich auf genau diese schlüsselfertigen Lösungen. Das Leistungsangebot beinhaltet die IIoT-gerechte Digitalisierung von Anlagen und
Prozessen (Neoception), die Projektierung und Realisierung von kompletten Bildverarbeitungs- und Robot-Vision-Lösungen (VMT Bildverarbeitungssysteme), sowie Gesamtautomatisierungslösungen (Polyplan).

Bild: MVV
Bild: MVV
Oberschwingungen im Griff

Oberschwingungen im Griff

Als Reaktion auf den fortschreitenden Klimawandel sind die Versorgungsunternehmen in Deutschland dazu angehalten, auf CO2-neutrale Energien umzustellen. Für die in Bau befindliche Fernwärme-Besicherungsanlage Rheinufer Neckarau liefert Bilfinger die Elektro- und Leittechnik zur Einspeisung der gewonnenen Wärme. Schrankumrichter der Baureihe ACS880-37 von ABB tragen dazu bei, dass das Stromnetz nicht mit Netzoberschwingungen belastet wird.

Bild: ©Bet_Noire/istockphoto.com
Bild: ©Bet_Noire/istockphoto.com
Störungsfreier 
Materialfluss

Störungsfreier Materialfluss

Puffer- und Staustrecken sorgen in stationären Materialflussanlagen für ausreichend Flexibilität und Effizienz. Mit Zero Pressure Accumulation über AS-Interface und einer intuitiv bedienbaren Software von Bihl+Wiedemann lässt sich die Einrichtung solcher Strecken vereinfachen. Und zwar unabhängig von den verwendeten Antrieben, ohne komplizierte SPS-Programmierung und beliebig skalierbar – von der einfachen geraden Förderstrecke über Systeme mit mehreren Ein- und Ausschleusepunkten bis hin zu autarken Lösungen mit Safety.