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Manufacturing-Execution-SystemeDie selbstregelnde Fabrik

Mobile MES-Anwendungen mit Hydra von MPDV

Begriffe wie Selbstregelung, Selbstoptimierung oder selbstlernende Maschinen tauchten bereits in den Anfängen der Industrie 4.0 auf. Sie halten sich hartnäckig, werden in jüngster Zeit sogar häufiger genannt.

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Flächensauger, Magnetsysteme, SammelgreiferÜbergabe im Paket

Sei nicht der erste, Neuem nachzujagen, noch auch der letzte. Altem zu entsagen!, so meinte einst der englische Dichter Alexander Pope (1688-1744). Egal wie man das sieht, weiterentwickelte Produktionstechnik verlangt immer wieder auch den Einsatz neuer handhabungstechnischer Lösung­en. So manches ist aber längst bekannt und muss lediglich angepasst werden. Ein besonderer Fall ist die Übergabe von gleichzeitig mehreren Objekten von einer Maschine zur anderen. Es ist ein aktuelles Problem und eine wichtige Aufgabe der Maschinenverkettung, um mit den überall angestrebten kurzen Zykluszeiten auszukommen.

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Seriell oder parallel?

Techno-SCOPE: Übergabe im Paket

Die Verkettung mehrerer Maschinen zu Arbeitslinien ist gängige und längst erprobte Praxis und eine Antwort auf den Zwang der Kostengesetze und erwarteter Leistungssteigerungen. Das erfordert automatisiertes Übergeben. Serielle Übergabe bedeutet, dass eine Gruppe von Objekten gemeinsam übergeben wird, aber nacheinander, also im Strang. Ein Beispiel wird dazu in Bild 1 zur Erklärung vorgestellt. Es ist ein Bandübergeber.

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Die Maschine M1 wirft zum Beispiel drei Objekte auf den Bandübergeber ab. Der Absetzwagen transportiert dann die Objektgruppe zur Maschine M2. Der mit dem Band fest verbundene Nocken schlägt am Festanschlag an. Weil der Wagen aber weiter bewegt wird, beginnt jetzt das Band des Wagens zu laufen. Die Objekte werden nun nacheinander, also seriell, auf den Förderer von M2 abgesetzt. Am Schluss erreicht ein Anschlag auf dem Band des Wagens eine Schaltklinge und signalisiert damit, dass die Rückfahrt des Wagens beginnen kann. Am rechten Festanschlag angekommen, beginnt dann die Rückwärtsbewegung des Bandes auf dem Wagen, bis dieser die Endposition erreicht hat und ein Haltsignal auslöst. Der Wagen wartet nun auf die erneute Beladung. Denkbar wäre auch ein Zwischenstopp, damit auf halbem Weg noch eine technologische Operation eingeordnet werden kann, zum Beispiel Abkühlen oder Erhitzen, beziehungsweise Reinigen beim Rücklauf.

Ein Beispiel für eine Objektübergabe mit Richtungswechsel zeigt das Bild 2. Es ist eine Gehängekonstruktion. Die Objekte kommen auf einem Förderer von der vorhergehenden Maschine. Die Übergabe erfolgt gruppenweise parallel. Solche Übergaben finden sich häufig an kontinuierlich laufenden Verarbeitungsmaschinen.

Im Beispiel dienen pendelnde Gehänge als zeitweilige Aufnahme für die Formbehälter. Die Werkstückaufnahmen tauchen in die Formbehälter ein und schieben sie auf das Abförderband. Das Abheben und Absetzen ergibt sich von selbst durch den Kettenlauf der Gehängestange. Die Hubbewegung entspricht dem Teilkreisdurchmesser des Kettenrades. Die Wandlung eines einreihigen Produktstromes in eine mehrreihige Ordnung ist oft auch eine Vorstufe für das Verpacken. Die Geschwindigkeiten der beiden Förderbänder verhalten sich im Beispiel im Verhältnis 3:1.

Es geht auch magnetisch

Gruppenweise Übergabe ist natürlich auch eine Maßnahme, um einen schnellen Produktstrom handhabetechnisch zu bewältigen. Ein interessantes Beispiel für das Parallelhandling zeigt das Bild 3. Die in schneller Folge auflaufenden Blechdosen werden von einem Magnetförderband hängend übernommen und zum Sammelförderband gebracht. Eine Gruppe von Teilen wird am Magnetband­ende gleichzeitig über dem Sammelförderer abgesetzt, indem man die Magnethaftkraft im letzten Teil des Förderers abschaltet. Das Magnetsystem ist deshalb zweiteilig aus Permanentmagneten und einem Elektromagnet aufgebaut.

Die weitere Handhabung geschieht mit einem Mehrfachgreifer. Das Manipulieren einzelner Dosen würde zu sehr kleinen Taktzeiten führen und unnötig viele Leerfahrten des Pick-and-Place Gerätes verursachen. Dosen lassen sich übrigens auch mit einem Flächensauger sehr gut handhaben, beispielsweise beim Verpacken. Man kann mit einem Griff viele matrixartig vorliegende Objekte aufnehmen. Nicht benötigte Saugöffnung­en bleiben automatisch verschlossen, so dass das Vakuum durch offene Sauger nicht zusammenbrechen kann. Ein Wechsel auf andere Dosengrößen wird ohne Umstellung verkraftet und das gilt auch für die Magnetbandförderung.

Handhabung mit dem Sammelgreifer

Die Entscheidung, ob man eine parallele oder serielle Handhabung bevorzugen sollte, kann sich auch auf die Greiftechnik beziehen. Zur Demonstration wird in Bild 4 das gruppenweise Handling von kleinen Blechformteilen gezeigt.

Die von der Stufenpresse ausgegebenen Teile werden zunächst in einem Zwischenspeicher gesammelt und von dort mit einem Gruppengreifer abgeholt und in einer Boxpalette abgelegt. Der Greifer übernimmt stets eine Gruppe von Teilen seriell, entweder achs­parallel oder in Richtung der Objektachsen. Es gibt auch Sammelgreifer, die in der Lage sind, Teile einzeln aufzupicken und auf diese Weise zu sammeln, bis ihre Greifkapazität erschöpft ist. Im Einzelfall wird man die Randbedingungen am Einsatzort und das geforderte Zeitregime für eine Entscheidung heranziehen.Stefan Hesse

KEIN ,,Zum Thema“

Autor

Dr. Stefan Hesse

Lektor und Fachbuchautor

Büro für Handhabetechnik

Tel. 03741/442236

Fax 442236

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