Automatisierung von Prüfprozessen mit einem Linearachssystem

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Micro-Epsilon Messtechnik GmbH & Co. KG

Novotechnik Messwertaufnehmer OHG

KISSsoft AG

SCHUNK GmbH & Co. KG Spann- und Greiftechnik

Hohe Absolutgenauigkeit

„Da die Anlage auch für hochgenaue CT geeignet sein sollte, muss das 7-Achs-Linearsystem von Schunk extrem präzise arbeiten“, erläutert Thomas Stocker, Gruppenleiter Automatische Röntgenprüfsysteme am Fraunhofer EZRT. Die eingesetzten Linearachsen des Kompetenzführers für Spanntechnik und Greifsysteme Schunk gewährleisten eine Wiederholgenauigkeit < ± 0,02 mm, eine Absolutgenauigkeit < ± 0,05 mm und eine Orthogonalität < 0,06 mm/m. Sie ermöglichen damit eine präzise Positionierung des Prüfteils, der Röntgenquelle und des Detektors. Die Drehachse zur Computertomographie wiederum war für Lasten bis 40 kg auszulegen und durfte auch bei schweren, asymmetrischen Bauteilen keinerlei Taumelfehler aufweisen.

Über 2000 plug-&-work-fähige Greifsysteme produziert Schunk im Durchschnitt pro Jahr. Zum einen als einbaufertige Standardbaugruppen, zum anderen als kundenspezifisches Greifsystem. Gerade in Zeiten hoher Nachfrage und bei besonders anspruchsvollen Handhabungslösungen, wie im Fall der Röntgen-Prüfanlage von Erhardt + Abt, nutzen Anlagenbauer und Systemintegratoren gerne das spezifische Greifsystem-Know-how von Schunk. Sie vermeiden damit Schnittstellenprobleme, verkürzen die Projektzeit und profitieren von umfassenden Erfahrungswerten aus bereits umgesetzten Projekten. Die Integration der einbaufertigen Schunk Baugruppe ins Gesamtsystem wiederum bleibt stets im unmittelbaren Zuständigkeitsbereich des Integrators.

Vermessung mit Laser-Interferometer

Im Fall des Linearportals beim Fraunhofer EZRT galt insbesondere die hohe Absolutgenauigkeit des Gesamtsystems als Herausforderung. Um diese zu realisieren, hat Schunk das komplette Achssystem unmittelbar auf einer temperaturstabilen Granitplatte aufgebaut, mit einem gekapselten Längenmesssystem ausgestattet und per Laser-Interferometer präzise ausgerichtet. Bei der Laservermessung werden insbesondere Winkelfehler, Nick- und Gierwinkel sowie die daraus resultierende Rotation der Führungen analysiert. Auf Basis der Abweichungen können Linearsysteme sehr präzise korrigiert werden. Dies geschieht zum einen mechanisch, indem die Baugruppen und Komponenten optimal zueinander ausgerichtet werden. Zum anderen werden beim so genannten Mapping systematische Abweichungen, wie etwa die Umkehrspanne oder die Positionsabweichung, über eine Fehlertabelle in der Maschinensteuerung kompensiert.

So ist Schunk in der Lage, bei Linearsystemen über die komplette Bewegung hinweg Toleranzen unter 0,05 mm zu erzielen. Zusätzlich zu der hohen Absolutgenauigkeit minimiert die präzise Ausrichtung der Systemkomponenten deren Verschleiß und erhöht damit die Lebensdauer des Gesamtsystems.

Geschickte Kombination von Standardmodulen

Flache, hoch belastbare Standardlineartische der Schunk Baureihe System Alpha mit spielfreiem Kugelrollspindelantrieb und doppelter interner Profilschienenführung gewährleisten eine dauerhaft hohe Führungsgenauigkeit. Um eine hohe Temperaturstabilität zu erzielen, wurden die Standardachsen unmittelbar auf Granit montiert. So ist es bei Bedarf möglich, beispielsweise nach einer Crashfahrt einzelne Module ohne größeren Aufwand zu tauschen. Damit die Anlage auch in anspruchsvollen Umgebungen wie etwa Gießereien eingesetzt werden kann, nutzt Erhardt + Abt speziell abgedichtete Großhubgreifer der Baureihe Schunk PSH mit unempfindlichen Rundführungen. Individuell für die jeweilige Anwendung gefertigte Polyamidfinger gewährleisten darüber hinaus eine prozessstabile Röntgenprüfung und eine größtmögliche Flexibilität bei den Bauteilen.

Mithilfe der leistungsfähigen Heidetect-Flex-CT-2D-/3D-Prüfanlage am Fraunhofer EZRT in Fürth können mögliche Anwendungen systematisch untersucht und die erforderlichen Prozesse evaluiert werden. „Darauf aufbauend ist Erhardt + Abt mit seinem umfassenden Automatisierungs-Know-how in der Lage, maßgeschneiderte Röntgenzellen zu realisieren und diese auf Wunsch innerhalb neuer oder vorhandener Produktionslinien voll zu automatisieren“, unterstreicht Erhardt + Abt Projektleiter Uwe Schmid. „Hier zahlt sich aus, dass unser Haus über umfassende Kompetenz in der Programmierung von Handhabungssystemen verfügt und ein exaktes Zusammenspiel der unterschiedlichen am Prozess beteiligten Komponenten realisieren kann.“

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