Greif-, Spann- und Palettiersysteme

Perfektes Zuspiel

Die Fertigung von Einzelstücken und kleinsten Serien galt im Maschinenbau lange Zeit als aufwändig und schwer automatisierbar. Fette Compacting hat die Herausforderung angenommen und mithilfe effizienter Greif-, Spann- und Palettiersysteme von Schunk ein vollautomatisiertes Fertigungssystem für kleinste Losgrößen aufgebaut. Selbst ungeplante Ersatzteile sollen künftig innerhalb von 24 Stunden nach der Order in den Versand gehen.

Das Schunk-Palettiersystem ermöglicht bei Fette Compacting eine hochflexible Maschinenbeladung mit unterschiedlichsten Teilen. (Bild: Schunk)

Ob Kopfschmerztabletten, Spülmitteltabs oder Sprengkapseln für Airbags: Die Tablettenpressen und Kapselmaschinen von Fette Compacting sind aufgrund ihrer Effizienz rund um den Globus gefragt. Bis zu 1,6 Millionen einzelne Tabletten pro Stunde produziert das Top-Modell des Schwarzenbeker Unternehmens. Im Rahmen einer Neuorganisation der Fertigungsprozesse wurde das hochvariante Werkstückspektrum analysiert, geclustert und unterschiedlichen Maschinengrößen zugeordnet. Während bislang fünf Maschinen manuell bestückt und vier bis sieben Mal pro Tag umgerüstet werden mussten, ist der Prozess heute effizienter organisiert. 1.800 unterschiedliche Teile bis zu einer Kantenlänge von 200 mm wurden drei GROB G350 5-Achs-Universalbearbeitungszentren mit Palettenwechsler zugeordnet. Der jährliche Output liegt bei insgesamt 32.000 Stück. Über ein flexibles Fertigungssystem von Promot Automation sind die Maschinen so miteinander verknüpft, dass sämtliche Werkstücke mit maximaler Flexibilität in beliebiger Reihenfolge und Losgröße voll automatisiert gefertigt werden können. Dabei sorgen Greifsysteme und Spannmittel von Schunk für ein sicheres Handling und Spannen der Werkstücke.

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Herzstück ist das flache Palettiersystem Schunk Vero-S NSA-plus. Bei ihm werden die Werkstücke und Spannvorrichtungen auf Spannpaletten gerüstet, im Werkstückspeicher magaziniert und sukzessive auf die Bearbeitungszentren eingewechselt. Dank einem von Schunk patentierten Eil- und Spannhub erreicht das Spannsystem Einzugskräfte bis 20.000 N und Haltekräfte von über 100.000 N. Sämtliche Funktionsteile, wie Grundkörper, Spannschieber und Spannringe, sind in gehärtetem Edelstahl ausgeführt. Zudem sind die Module komplett abgedichtet. Ein zwangsgeleiteter Luftstrom reinigt beim automatisierten Wechsel die Planflächen und den Kurzkegel und stellt so eine spanfreie Plananlage der Palette sicher. Einführradien am Spannmodul ermöglichen ein schnelles und sicheres Fügen auch bei Mittenversatz oder bei leichter Schrägstellung der Palette. So können Toleranzen des Handling-Systems kompensiert werden. Zentrierringe übernehmen anschließend die referenzgenaue Positionierung. Spannschieber sorgen für eine formschlüssige, selbsthemmende Fixierung mit einer Wiederholgenauigkeit von <0,005 mm.

Nach der Bearbeitung hebt ein Aushubbolzen die Palette zum Werkstückwechsel um bis zu 0,5 mm an und vereinfacht so den Wechselvorgang. Sämtliche Prozessschritte werden über eine Staudruckabfrage überwacht. Die Koppelung mit dem Roboter wiederum übernimmt eine seitlich an die Spannpalette angebrachte Vero-S-NSR-Schnittstelle. Die Leichtbaukupplung wurde speziell für das Palettenhandling in beengten Räumen entwickelt und ermöglicht eine Beladung nah am Maschinentisch. Indem Bereiche außerhalb des Kraftflusses in Aluminium und Teile im Kraftfluss aus gehärtetem Edelstahl ausgeführt sind, konnte das Verhältnis aus Steifigkeit, Robustheit und Gewicht optimiert werden. Die Verriegelung erfolgt formschlüssig und ist selbsthemmend. Öffnen, Schließen und Palettenanwesenheit werden über induktive Näherungsschalter abgefragt, so dass sich der gesamte Wechselprozess überwachen lässt. Um die Prozessstabilität zu erhöhen, ist die Roboterkupplung gegen Späne und Kühlschmiermittel abgedichtet und serienmäßig mit einer Reinigungsfunktion ausgestattet. Stahl-Inlays an den Kontaktstellen machen die Kupplungen zudem extrem verschleißfest.

Auch die beiden Beladegreifer sind mit einer Schnittstelle zur Schunk Vero-S NSR Roboterkupplung ausgestattet. So können sie bei Bedarf schnell und einfach eingewechselt werden. (Bild: Schunk)

„Das Prinzip des Nullpunktspannsystems zur automatisierten Beladung hat uns von Anfang an überzeugt“, bestätigt Nicholas Warnken, verantwortlich für die Prozessoptimierung. „Wir konnten das System direkt in den Tisch integrieren und es funktioniert einwandfrei.“ Da sämtliche Rüstvorgänge nun hauptzeitparallel außerhalb der Maschinen erfolgen, können die drei voll automatisierten 5-Achs-Zentren sehr viel effizienter genutzt werden als die fünf manuell beladenen Maschinen früher. „Damit wird es möglich, den Anteil der verlängerten Werkbank bei kurzfristigen Aufträgen sukzessive zu reduzieren“, erläutert Markus Piel, zuständig für die Arbeitsvorbereitung und CNC-Programmierung. „Mithilfe der Automation sind wir so flexibel aufgestellt, dass der Kunde künftig Ersatzteile über den Webshop bestellen kann, die erst nach Ordereingang gefertigt und innerhalb von 24 Stunden ausgeliefert werden.“

Auch wenn bis dahin noch einige Hausaufgaben zu machen sind, zeigt sich schon heute, dass aufgrund der automatisierten Lösung und der Komplettbearbeitung aus dem Vollen deutlich kürzere Lieferzeiten möglich sind. Dabei gehen die Automatisierungspläne sogar noch weiter: Mithilfe von Schunk-Beladegreifern, die ebenfalls mit einer Schnittstelle zur Roboterkupplung Vero-S NSR ausgestattet sind, können automatisch betätigte Schunk Tandem KSP plus Kraftspannblöcke beladen und per Roboter umgespannt werden. Gerade mannarme Nachtschichten lassen sich auf diese Weise zur Fertigung kleiner und mittlerer Serien nutzen, ohne dass der Palettenspeicher mit 120 Plätzen an seine Grenzen stößt. cs

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